- •Основи екології
- •Основи екології
- •Харків 2012 р.
- •Загальні положення
- •Робоча програма дисципліни «основи екології»
- •Розподіл кредитів та навчального часу за видами занять
- •3. Методичні вказівки до вивчення розділів курсу «основи екології» Модуль №1 Теоретичні аспекти загальної екології.
- •Особливості ланцюгів харчування
- •Модуль №2 Антропогенне навантаження на навколишнє середовище
- •1.Фізичне забруднення.
- •4 Методичні вказівки до виконання контрольної роботи
- •4.1 Склад контрольної роботи
- •4.2 Вказівки до виконання контрольної роботи
- •4.3 Перелік питань до контрольної роботи
- •5. Питання до заліку з курсу "основи екології''
- •Література
- •Міністерство освіти і науки, молоді та спорту україни
- •Основи екології
- •61003, М. Харків, вул. Університетська, 16.
Особливості ланцюгів харчування
1. Кожен вид використовує тільки частину енергії їжі;
2. Інша енергія використовується іншими видами;
3. Ланцюга включають м'ясоїдних , рослинних , паразитів і ін.
Продуценти (від латинського слова що виробляють) - автотрофні організми, здатні продуцирувати складні органічні речовини з простих неорганічних - це в основному зелені рослини, використовуючи сонячну енергію.
6С0+ 6Н0 СН0+ 60+ ккал
Умовно всі реакції фотосинтезу розділяють на дві фази. Світла фаза – реакція йде на світлі. У світловій фазі накопичується енергія у виді молекул АТФ, відбувається процес розкладання води з утворенням кисню, що виділяється в атмосферу. Друга фаза – темна, у якій відбуваються складні біохімічні реакції з використанням накопиченої енергії й утворенням органічної речовини.
Виділяють мікроекосистему - це біогеоценоз.
Біогеоценоз є первинною структурною одиницею біосфери
Екологічний фактор - окремий елемент середовища, що взаємодіючи з організмами, впливає на живий організм.
Екологічні фактори середовища, поділяються на наступні категорії: абіотичні, біотичні і антропогенні.
Абіотичні фактори неорганічної неживої природи, як вони взаємодіють з живими організмами середовища існування. Це природа самого середовища - повітряної, водяної, ґрунтової; хімічний склад середовища, концентрація речовин у ній. До абіотичних факторів відносять також фізичні поля (гравітаційне, магнітне, електромагнітне, іонізуючу і проникаючу радіацію, рух середовищ ( акустичні коливання, хвилі, вітер, припливи, відливи), добові і сезонні зміни в природі. Багато з абіотичних факторів можуть бути охарактеризовані кількісно і піддаються об'єктивному виміру.
Абіотичні фактори класифікуються;
1.Кліматичні фактори - основне екологічне значення мають температура, вологість, світло, теплота, тиск. Температура - від неї залежить обмін речовин організмів і їхнє поширення. Вологість - абсолютна, максимальна, відносна. З кліматичних факторів велике значення має промениста енергія, що надходить від Сонця. Близько 99% всієї енергії сонячної радіації складають промені з довжиною хвилі 0,17 - 4,0 мкн. Переважне значення для життя мають інфрачервоні промені , а в процесах фотосинтезу найбільш важливу роль грають жовтогарячі і червоні ультрафіолетові промені.
2. Едафічні фактори - відносять сукупність фізичних і хімічних властивостей ґрунтів (структура, хімічний склад ґрунту, газ, вода). Едафічними факторами визначається життєдіяльність організмів , що живуть у ґрунті.
3.Хімічні фактори газовий склад атмосфери, солоність води, кислотність ґрунтів.
4. Антропогенні фактори - виникають у результаті виробничої діяльності людини, що впливають на людину, на його формування в процесі антропогенезу.
Охорона навколишнього середовища полягає в такому збереженні режимів екологічних факторів, коли не порушується екологічна рівновага в екосистемах, забезпечується нормальне функціонування популяцій живих організмів, відповідність їхнього складу і структури.
Модуль №2 Антропогенне навантаження на навколишнє середовище
Забрудненням називається приношення в яке-небудь середовище нових, не характерних для неї фізичних, хімічних, біологічних чи агентів перевищення рівня цих агентів у середовищі.
Безпосередніми агентами забруднення служать основні компоненти экотопа (місцеперебування біоти): атмосфера, вода, ґрунт. Непрямими об'єктами забруднення є складові біоценозу - рослини, тварини, мікроорганизми.
Джерела забруднення дуже різноманітні: серед них не тільки промислові підприємства і теплоенергетика, але і побутові відходи, відходи тваринництва, транспорту, хімічні речовини, уводяться навмисно в екосистеми для захисту рослин і тварин від шкідників.
Класифікація забруднень навколишнього середовища. Одна з класифікацій запропонована А.В. Вронським (1996):
1.Природні, викликані якої або природними, катастрофічними причинами;(виверження вулканів, селеві потоки, землетруси)
2. Антропогенні: - фізичні; хімічні; мікробіологічні.
Серед антропогенних виділяють забруднення:
фізичні, у якому виділяють теплове, світлове, шумове, електромагнітне, радіоактивне;
хімічні - зміна природних хімічних властивостей середовища;
мікробіологічні (мікробне) - поява незвичайна великої кількості мікроорганізмів, зв'язане з масовим їхнім розмноженням у ході діяльності людини.
З екологічних позицій забруднення являє собою комплекс перешкод у екосистемах, що впливають на потоки енергії й інформації в харчових ланцюгах. Ці перешкоди часто перевищують пристосувальні можливості організмів, обумовлені еволюційно виробленої на рівні популяцій нормою реакції, тобто екологічним стандартом. Перешкоди можна підрозділити на часткові і граничні. Часткові - ядохімікати, відстріли частини дикий тварин, вилов риби - перешкоди часткові вони не руйнують трофічних і енергетичних ланцюгів у цілому.
Викид в атмосферу хімічних речовин оксидів сірки, азоту, фтористих з'єднань змінює співвідношення газів в атмосферному повітрі і створює перешкоди реакціям фотосинтезу, а деяких випадках убиває листя - ці перешкоди ведуть до руйнування екосистеми в цілому тому що знищується цілий трофічний рівень - продуценти.
Наслідками забруднення є такі:
1. Забруднення середовища є процес небажаних утрат речовини, енергії, праці і засобів, прикладених людиною до видобутку і заготівлі сировини і матеріалів, що перетворюються в безповоротні відходи.
2. Наслідок забруднення - необоротне руйнування як окремих екологічних систем, так і біосфери в цілому, включаючи вплив на глобальні фізико-хімічні параметри середовища.
3. Унаслідок забруднення губляться родючі землі, що знижують продуктивність екологічних систем і біосфери в цілому.
4. Забруднення пряме чи побічно веде до погіршення фізичного і морального стану людини як головної продуктивної сили суспільства.
5. Захист навколишнього середовища від забруднення - одна з ключових завдань збереження якості середовища для сьогодення і майбутніх поколінь людей.
ГДК - максимальна кількість середньої речовини у навколишньому середовищі, що практично не впливає негативно на живі організми, у тому числі і на людину. Ці основні показники, що використовуються для контролю якості повітря і водяного середовища. Екологічне законодавство, стор. 4-5. 7 законів України про охорону навколишнього середовища (екологічне Право). Причому існують поділ нормування змісту шкідливих домішок у повітрі: у робочій зоні й у населених пунктах. Для кожної забруднюючої речовини встановлені два нормативи: ГДК м.р. - максимальна разова; ГДК с.д. - середньодобова. Перший- необхідний для попередження рефлекторних реакцій у людини ( відчуття запаху, світлової чутливості очей) при короткочасному впливі атмосферних забруднювачів (протягом 20 хвилин); другий - з метою попередження їх загально токсичного, канцерогенного впливу (за 24 години).
Розрізняють атмосферні забруднювачі ГДК які розділяються на:
1. ГДК робочої зони: ГДК с.з. і ГДК максимально разова.
2. ГДК житлової зони: для житлової зони ГДК установлюють для більш ніж 300 речовин.
Ефект підсумовуючого дії забруднювачів (синергізм). Що виявляється в посиленні дії кожного з присутніх речовин. Таким ефектом володіють багато токсичних речовин. При цьому сума їхніх концентрацій не повинна перевищувати 1, тобто:
С1 + С2 + Сн <1
ГДК1 ГДК2 ГДКн
де С1, С2, ....Сн - фактична концентрація речовин у повітрі, стічних водах;
ГДК – гранично допустимі концентрації цих же речовин. Припустимої може бути визнана така концентрація речовини в атмосферному повітрі, що не робить на людину прямої чи непрямої шкідливої дії, не знижує його працездатності, не впливає на самопочуття;
звикання до шкідливих речовин повинне розглядатися як несприятливий момент. Концентрація шкідливих речовин, до яких людина звикає, є неприпустимими;
неприпустимі концентрації шкідливих речовин, що несприятливо впливають на рослинність, клімат, прозорість атмосфери і побутові умови життя населення.
Основним показником , використовуваним для контролю якості повітря є ГДК – гранично допустимі концентрації шкідливих речовин - це верхні межі факторів середовища, що лімітують, (хімічні сполуки) при який зміст не виходить за припустимі границі екологічної ніші людини.
Існує два типи ГДК: у повітрі робочої зони; в атмосферному повітрі населеного пункту.
ГДК робочої зони - це концентрація, що при щоденній роботі протягом 8 годин у робітника не може викликати чи захворювань відхилень у стані здоров'я.
ГДВ в атмосферному повітрі - це максимальна концентрація домішки в атмосфері, віднесена до визначеного часу і протягом усього життя людини не робить на нього шкідливого впливу , а також і на навколишнє середовище.
Екологічний моніторинг - комплексна система спостережень, оцінки і прогнозу зміни стану навколишнього середовища під впливом антропогенних факторів. Великий внесок у розробку теорії моніторингу внесли: И.П. Герасимов, В.Д.Федоров.
Основні завдання моніторингу: 1) спостереження за станом біосфери в цілому, оцінка і прогноз стану природного середовища регіону, місцевості; 2) виявлення факторів і джерел антропогенних впливів на навколишнє середовище.
Найбільш універсальним підходом до визначення структури системи моніторингу антропогенних змін природного середовища є поділ її на блоки: "спостереження", " оцінка фактичного стану", "прогноз стану", "оцінка прогнозованого стану". Блок «спостереження» ведеться на трьох рівнях у залежності від класифікації моніторингу на місцевому, регіональному і глобальному рівнях тобто система моніторингу охоплює як окремі локальні райони, так і земна куля в цілому. У цей блок входить спостереження за станом навколишнього середовища. В другий блок входить «оцінка фактичного стану», у якому роблять добір проб даної місцевості, регіону: атмосферного повітря, гідросфери, літосфери і проводиться аналіз цих проб, порівнюються отримані показання з нормами ГДК, ГДВ, ГДС. Блоки " спостереження" і "прогноз стану" тісно зв'язані між собою. Побудова прогнозу, з одного боку, має на увазі знання закономірностей зміни стану природного середовища, наявність схеми і можливостей чисельного розрахунку, з іншого боку - спрямованість прогнозу в значній мірі повинна визначати структуру і склад спостережень. Прогнозування стає завданням з'ясування основних закономірностей функціонування системи "суспільство - людина - природа". На основі майбутнього стану цієї системи, передбачення її змін екомислення здатно дати необхідні рекомендації для гармонізації взаємодії людини і навколишнього середовища.
За походженням забруднення поділяються: на природні й антропогенні.
До природних забруднювачів атмосфери відноситься космічний пил, виверження вулканів, пил гірських порід, пил пустель і степів, лісові пожежі, вивітрювання, біологічне розкладання речовин на землі веде до утворення великих кількостей HS, NH, СО, СО.
До основних антропогенних джерел забруднення відноситься промисловість: металургійна, хімічна і харчова промисловості, виробництво будівельних матеріалів, транспорт, теплоелектростанції, побутові котельні.
У розвитих країнах токсичними джерелами забруднення атмосферного повітря є:
1) транспорт - 59%, на частку автотранспорту приходиться - 40%;
2) підприємства енергетики – 28%;
3) чорна і кольорова металургія – 13%;
4) інші джерела - 10%.
Основними забруднювачами атмосферного повітря в Україні (за даними Л. Б.Лук'янової , 2000г) є:
1) енергетика – 33%;
2) металургія - 28%;
3) вугільна промисловість - 18%;
4) хімічна і нафтохімічна промисловість – 18%;
5) інші галузі –3%.
Щорічно по всій Україні в атмосферу викидається близько 17 млн тонн шкідливих речовин.
Атмосферні забруднювачі розділяють на первинні і вторинні. Первинні – надходять в атмосферу безпосередньо. Вторинні – є результатом перетворення останніх ( кислотні дощі, смоги).
З метою зменшення забруднення атмосферного повітря пилом та іншими шкідливими домішками потрібно на всіх промислових підприємствах організувати ефективне очищення відхідних газових вивкидів. Усі методи очищення можна розподілити на 4 групи: механічні, фізико-хімічні, хімічні, біологічні.
Основними споживачами водних прісної води в Україні є:
1. Сільське господарство використовує близько 57% від усього водоспоживання. Для одержання 1кг рослинної маси сільськогосподарської продукції витрачається від 150 до 1000 м води - це волога атмосферних опадів, ґрунту, зрошення. Причому для сільського господарства характерні максимальні безповоротні утрати води.
2. До найбільш водоємних галузей промисловості відносяться: хімічна, целюлозно-паперова, металургійна, котрі використовують близько 32%.
3. У комунальному господарстві витрачається приблизно 7% від водоспоживання промисловості. Вода йде на роботу підприємств побутового обслуговування. У великих містах житель міста витрачає на свої нестатки 200-300 л води в добу.
4.Водоймищами близько 4%.( за даними Л.Б.Лук'янової, 2000).
В даний час водяні системи піддаються впливу різноманітних забруднень, що класифікуються на: фізичні, хімічні, біологічні.