Здесь можно найти учебные материалы, которые помогут вам в написании курсовых работ, дипломов, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.
Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение оригинальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения оригинальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, РУКОНТЕКСТ, etxt.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии так, что на внешний вид, файл с повышенной оригинальностью не отличается от исходного.
Результат поиска
Наименование:
контрольная работа Экологические проблемы современности
Информация:
Тип работы: контрольная работа.
Добавлен: 08.05.2012.
Год: 2011.
Страниц: 9.
Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%
Описание (план):
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА ПО ЭКОЛОГИИ
1Развитие природы в последние
тысячелетия тесно взаимосвязано с развитием
человеческого общества. Поэтому неудивительно,
что сегодня проблемы, касающиеся взаимодействия
человека и природы, считаются одними
из самых сложных и насущных в современном
мире. Они затрагивают практически все
сферы человеческой деятельности, не считаясь
ни с государственными границами, ни с
вероисповеданием. Уже сегодня ученые
говорят о глобальном экологическом кризисе
и если человечество не сделает ничего
для того, чтобы исправить сложившуюся
ситуацию, этот кризис может обернуться
катастрофой для всей планеты. Будущее
всего живого Земли зависит от правильности
выбора пути дальнейших отношений человека
и природы.
У современного экологического
кризиса есть несколько причин:
- безудержный и очень
быстрый рост населения
Земли
Сейчас на нашей планете живет около 6
млрд. человек. По мнению ученых, это значительно
больше допустимого для биосферы Земли
населения людей.
При этом каждому человеку нужна крыша
над головой, свет, тепло, еда, одежда, и
до сих пор большинство этих потребностей
удовлетворяется за счет жесточайшей
эксплуатации природы.
- несовершенные
сельскохозяйственные
и промышленные технологии
Загрязнение воздуха, воды, почв, вырубка
лесов и распашка степей, эрозия - все это
показатель того, как мало мы еще знаем
и умеем, какой ценой и за счет чего достается
нам наше материальное благополучие.
- легкомысленность
человечества и пренебрежение
законами развития биосферы
Антропоцентричное мировоззрение большей
части населения Земли, по-видимому, основная
причина современного экологического
кризиса. Наше общество еще не перестало
быть потребительским.
Пока стратегия общения человека с природой
строится по принципу: все для блага человека,
трудно добиться заметных успехов в деле
ее охраны.
Составляющие
кризиса разнообразны. В глобальном
масштабе окружающая среда и ее экологические
системы истощены. Так, недальновидная
политика ведет к деградации сельскохозяйственной
ресурсной базы почти на каждом континенте,
что проявляется в эрозии почв
в Северной Америке и России, их
закислении в Европе, сведении лесов и
опустынивании в Азии, Африке и Латинской
Америке, практически повсеместном загрязнении
воды и ее потерях. К концу 70-х гг. в США
темпы разрушения почв вследствие эрозии
опережали темпы почвообразования почти
на 1/3 сельскохозяйственных земель. В Канаде
деградация почв уже обходится фермерам
в 1 млрд. долл. в год.
Состояние
почв и земельных ресурсов в России
характеризуется следующими данными.
Всего на 1995 г. сельскохозяйственные
угодья занимали 221,9 млн. га. При этом
наблюдалась устойчивая тенденция
сокращения площадей продуктивных сельскохозяйственных
угодий. Только с 1990 по 1995 г. их площадь
уменьшилась на 1,17 млн. га., а площадь
пашни – на 2,46 млн. га. Нарушенные земли
имеют площадь 1138,4 тыс. га, более 1/3 этой
площади занимают земли сельско- и лесохозяйственного
назначения. При ежегодном увеличении
площади оврагов на 8–9 тыс. га на 1 января
1996 г. овраги занимали площадь 1,5 млн. га.
В составе селхозугодий эрозионноопасные
и подверженные водной и ветровой эрозии
сельскохозяйственные угодья занимают
более 117 млн. га. 42,8% пашни характеризуются
низким содержанием гумуса, в том числе
критический уровень имеют 15,1% обследованных
почв.
С
точки зрения глобальных запасов, на
Земле имеется огромный избыток
водных ресурсов, однако количество воды,
не пригодной к использованию
из-за загрязнений, почти равно количеству,
потребляемому всем мировым хозяйством.
Из-за существующих пределов и загрязнений
мировых запасов хватит на удовлетворение
в лучшем случае лишь вдвое возросших
потребностей, т.е.
наближайшие 20–30 лет.
В
России многие водоемы оцениваются
как экологически неблагополучные.
Их хроническое загрязнение привело
к серьезному ухудшению условий
воспроизводства ценных видов рыб,
сокращению их запасов и уловов.
До
того как человек начал заниматься
земледелием, на Земле было 6 млрд. га
лесов. Сейчас осталось 4 млрд. га, из них
только 1,5 млрд. га – нетронутые, девственные
леса. При этом половина лесных массивов
исчезла в период с 1950 по 1990 г. США
потеряли треть своих лесных массивов
и 85% первичных лесов. В Европе первичных
лесов практически не осталось. Обширные
лесные массивы умеренного пояса
– примерно 1,4 млрд. га – сохранились
в Канаде и в России, причем половина
из них никогда не разрабатывалась.
Половина первичных лесов в тропиках
уже исчезла, а половина того, что
осталось, интенсивно разрабатывается
и деградирует. Чрезмерная вырубка
– это лишь одна из угроз лесам.
Другой является загрязнение окружающей
среды. Три четверти европейских
лесов, длительное время находившихся
в сбалансированном состоянии, пострадало
от загрязнения воздуха и кислых
дождей.
Площадь
земель лесного фонда России по состоянию
на 1 января 1993г. составляла 1180,9 млн. га.
Общий запас древесины в лесах
– 80,68 млрд. куб. м. Расчетная лесосека
по главному пользованию в целом
по РФ в лесах государственного значения
в 1995 г. действовала в размере 485,6
млн. куб. м. Примерно 90% общей площади
вырубок составляют наиболее экологически
опасные сплошнолесосечные рубки.
Большой ущерб лесному хозяйству
причиняют лесные пожары. Площадь
сгоревших лесов ежегодно превышает
1 млн. га.
На
Земле существует от 10 млн. до 100 млн.
различных форм жизни. Из них только
1,4 млн. классифицированы и поименованы.
Темпы их исчезновения нарастают. По приближенным
оценкам, ежедневные потери составляют
от 10 до 100 видов. По мнению экологов, на
Земле не было такого всплеска вымирания
видов уже 65 млн. лет, с конца мелового
периода, когда исчезли динозавры.
Одно
из существенных проявлений экологического
кризиса связано с чрезмерным
потреблением природных ресурсов. Уже
сейчас человечество потребляет ресурсов
природы на порядок больше того,
что можно изъять из биосферы без
ущерба нарушения
ее биохимических циклов и способности
самовосстановления. Человечество расходует
сейчас 40% всей продукции, произведенной
фотосинтезом на суше. Иными словами, весь
XX в. человечество жило за счет своих потомков.
В результате оно поставило биосферу,
а следовательно, и себя как неотъемлемую
часть биосферы, на грань полной деградации.
В
ближайшее время ожидается новая
волна глобального экологического
кризиса, которая охватит страны
третьего мира и, вероятно, бывшие социалистические
страны. Население этих групп стран
составляет 6/7 всего населения планеты,
причем одна треть его постоянно голодает.
Свыше 90% прироста населения Земли в ближайшие
десятилетия придется на эти же страны.
Для удовлетворения потребностей населения
этой части мира на уровне, близком экономически
развитым странам, потребуется увеличить
мировое производство товаров в 5–10 раз,
а энергии в 5 раз.
Природа
деградирует, а вместе с ней деградирует
и человечество. «Здоровье населения,
безусловно, ухудшается в результате
загрязнения, хотя человек, по-видимому,
хорошо адаптирован к продуктам
сгорания древесины и ископаемого
топлива, так как всегда вдыхал их
в пещерах, землянках, курных избах,
освоив культуру использования огня
на самых ранних стадиях существования.
Гораздо существеннее влияет на здоровье
человека то, что он разрушил свою экологическую
нишу на значительной территории суши,
а так как нет никаких доказательств того,
что биологические законы не распространяются
на человека, то очевидно, что идет распад
генома человека в результате прекращения
действия механизмов, удерживающих распадность
вида на определенном уровне в естественной
экологической нише.
О
распаде генома человека свидетельствуют
данные о росте генетических заболеваний
в развитых странах, прежде всего психических
заболеваний и врожденных нарушений. Социальные
последствия этого процесса требуют пристального
внимания, так как, возможно, именно с ними
связаны распространение алкоголизма
и наркомании, вспышки невиданной жестокости
при локальных конфликтах, снижение иммунного
статуса организма человека, возникновение
новых болезней, расширение круга людей,
затрагиваемых уже, казалось бы, искорененными
болезнями (например, холерой и малярией),
нарушение запретов и тормозящих процессов.
Таким образом, то, что обычно называют
«экологическими» заболеваниями и непосредственно
связывают с загрязнением среды, оказывается
верхушкой айсберга. За «очевидными» причинами
лежат глубинные механизмы, ведущие к
распаду генома человека, намного более
опасные, но невидимые и неощутимые, подобно
ионизирующему излучению»*.
2Круговорот
веществ и превращение
энергии как основа
существования биосферы. Деятельность
живых организмов в биосфере сопровождается
извлечением из окружающей среды больших
количеств минеральных веществ. После
смерти организмов составляющие их химические
элементы возвращаются в окружающую среду.
Так возникает биогенный (с участием живых
организмов) круговорот веществ в природе,
т. е. циркуляция веществ между литосферой,
атмосферой, гидросферой и живыми организмами.
Под круговоротом веществ понимают
повторяющийся процесс превращения и
перемещения веществ в природе, имеющий
более или менее выраженный циклический
характер.
В круговороте
веществ принимают участие все живые организмы,
поглощающие из внешней среды одни вещества
и выделяющие в нее другие. Так, растения
потребляют из внешней среды углекислый
газ, воду и минеральные соли и выделяют
в нее кислород. Животные вдыхают кислород,
выделенный растениями, а поедая их, усваивают
синтезированные из воды и углекислого
газа органические вещества и выделяют
углекислый газ, воду и вещества непереваренной
части пищи. При разложении бактериями
и грибами отмерших растений и животных
образуется дополнительное количество
углекислого газа, а органические вещества
превращаются в минеральные, которые попадают
в почву и снова усваиваются растениями.
Таким образом, атомы основных химических
элементов постоянно совершают миграцию
из одного организма в другой, из почвы,
атмосферы и гидросферы — в живые организмы,
а из них—в окружающую среду, пополняя
таким образом неживое вещество биосферы.
Эти процессы повторяются бесконечное
число раз. Так, например, весь атмосферный
кислород проходит через живое вещество
за 2 тыс. лет, весь углекислый газ — за
200—300 лет.
Непрерывная циркуляция
химических элементов в биосфере
по более или менее замкнутым
путям называется биогеохимическим
циклом. Необходимость такой циркуляции
объясняется ограниченностью их запасов
на планете. Чтобы обеспечить бесконечность
жизни, химические элементы должны совершать
движение по кругу. Круговорот каждого
химического элемента является частью
общего грандиозного круговорота веществ
на Земле, т. е. все круговороты тесно связаны
между собой.
Круговорот веществ,
как и все происходящие в природе
процессы, требует постоянного притока
энергии. Основой биогенного круговорота,
обеспечивающего существование
жизни, является солнечная энергия.
Связанная в органических веществах
энергия но ступеням пищевой цепи уменьшается,
потому что большая ее часть поступает
в окружающую среду в виде тепла или же
тратится на осуществление процессов,
происходящих в организмах, Поэтому в
биосфере наблюдается поток энергии и
ее преобразование. Таким образом, биосфера
может быть устойчивой только при условии
постоянного круговорота веществ и притока
солнечной энергии. Круговорот
воды. Вода — самое распространенное
вещество в биосфере. Основные ее запасы
(97,1%) сосредоточены в виде солено-горькой
воды морей и океанов. Остальные воды —
пресные. Воды ледников и вечных снегов
(т. е. вода в твердом состоянии) вместе
составляют около 2,24% (70% от запасов всей
пресной воды), грунтовые воды — 0,61%, воды
озер и рек соответственно 0,016% и 0,0001%, атмосферная
влага—0,001%.
Вода в виде
водяного пара испаряется с поверхности
морей и океанов и переносится
воздушными потоками на различные расстояния.
Большая часть испарившейся воды
возвращается в виде дождя в океан,
а меньшая — на сушу. С суши
вода в виде водяного пара теряется
благодаря процессам испарения
с ее поверхности и транспирации
растениями. Вода переносится в атмосферу
и в виде осадков возвращается на сушу
или в океан. Одновременно с континентов
в моря и океаны поступает речной сток
воды.
Как видим, основу
глобального круговорота воды в
биосфере обеспечивают физические процессы,
происходящие с участием мирового океана.
Роль живого вещества в них, казалось
бы, невелика. Однако на континентах
масса воды, испаряемая растениями
и поверхностью почвы, играет главную
роль в круговороте воды. Так, в
различных лесных зонах основное
количество осадков образуется из водяного
пара, поступающего в атмосферу благодаря
суммарному испарению, и в результате
такие зоны живут как бы на собственном
замкнутом водном балансе. Масса
воды, транспи-рируемая растительным покровом,
весьма существенна. Так, гектар леса испаряет
20—50 т воды в сутки. Роль растительного
покрова заключается также в удержании
воды путем замедления ее стока, в поддержании
постоянства уровня грунтовых вод и
др.
Круговорот углерода.
Углерод — обязательный химический
элемент органических веществ всех
классов. Огромная роль в круговороте
углерода принадлежит зеленым растениям.
В процессе фотосинтеза углекислый газ
атмосферы и гидросферы ассимилируется
наземными и водными растениями, а также
циа-нобактериями и превращается в углеводы.
В процессе же дыхания всех живых организмов
происходит обратный процесс: углерод
органических соединений превращается
в углекислый газ. В результате ежегодно
в круговорот вовлекаются многие десятки
миллиардов тонн углерода. Таким образом,
два фундаментальных биологических процесса
— фотосинтез и дыхание — обусловливают
циркуляцию углерода в биосфере.
Еще одним мощным
потребителем углерода являются морские
организмы. Они используют соединения
углерода для построения раковин, скелетных
образований. В дальнейшем остатки
отмерших морских организмов образуют
на дне морей и океанов мощные
отложения известняков.
Цикл круговорота
углерода замкнут не полностью. Углерод
может выходить из него на довольно
длительный срок в виде залежей каменного
угля, известняков, торфа, сапропелей,
гумуса и др.
Человек нарушает
отрегулированный круговорот углерода
в ходе интенсивной хозяйственной
деятельности. За счет сжигания огромного
количества ископаемого топлива
содержание углекислого газа в атмосфере
за XX в. возросло на 25%. Последствием этого
может стать усиление парникового эффекта.
Круговорот азота.
Азот — необходимый компонент
важнейших органических соединений:
белков, нуклеиновых кислот, АТФ
и др. Основные его запасы сосредоточены
в атмосфере в форме молекулярного
азота, недоступного для растений, так
как они способны использовать его
только в виде неорганических соединений.
Пути поступления
азота в почву и водную среду
различны. Так, небольшое количество
азотистых соединений образуется в
атмосфере во время гроз. Вместе
с дождевыми водами они поступают
в водную или почвенную среду.
Небольшая часть азотистых соединений
поступает при извержениях вулканов.
К прямой фиксации
атмосферного молекулярного азота
способны лишь некоторые прокариотические
организмы: бактерии и цианобактерии.
Наиболее активными азотфиксаторами
являются клубеньковые бактерии, поселяющиеся
в клетках корней бобовых растений. Они
переводят молекулярный азот в соединения,
усваиваемые растениями. После отмирания
растений и разложения клубеньков почва
обогащается органическими и минеральными
формами азота. Значительную роль в обогащении
водной среды азотистыми соединениями
играют цианобактерии.
Азотсодержащие
органические вещества отмерших растений
и животных, а также мочевина и
мочевая кислота, выделяемые животными
и грибами, расщепляются гнилостными
{аммонифицирующими) бактериями до аммиака.
Основная масса образующегося аммиака
окисляется нитрифицирующими
бактериями до нитритов и нитратов,
после чего вновь используется растениями.
Некоторая часть аммиака уходит в атмосферу
и вместе с углекислым газом и другими
газообразными веществами выполняет функцию
удержания тепла планеты.
Различные формы
азотистых соединений почвы и
водной среды могут восстанавливаться
некоторыми видами бактерий до оксидов
и молекулярного азота. Этот процесс
называется денитрификацией. Его результатом
является обеднение почвы и воды соединениями
азота и насыщение атмосферы молекулярным
азотом.
Процессы нитрификации
и денитрификации были полностью
сбалансированы вплоть до периода интенсивного
использования человеком азотных
минеральных удобрений в целях
получения больших урожаев сельскохозяйственных
растений.
Таким образом,
роль живых организмов в круговороте
азота является основной.
Эволюция биосферы.
Современная структура биосферы
и границы обитания современных
организмов формировались постепенно.
Они являются результатом долгой
истории Земли, начиная с ее возникновения
и до настоящего времени.
Доказательства
развития биосферы многочисленны и
бесспорны. Это прежде всего ископаемые
остатки древних организмов. Изучая их,
ученые установили главные этапы в истории
развития органической жизни планеты.
Предполагают, что за всю историю биосферы
ее населяли, сменяя друг друга, примерно
500 млн. видов организмов.
Важнейший этап
развития жизни на Земле тесно
связан с изменением содержания кислорода
в атмосфере и становлением озонового
экрана. Древние фототрофные цианобактерии
насытили кислородом первичный океан,
благодаря которому водные организмы
получили возможность осуществлять аэробное
дыхание. Поступление кислорода в атмосферу
обусловило образование мощного озонового
слоя, поглощающего коротковолновое ультрафиолетовое
излучение. Формирование озонового слоя
позволило организмам выйти на сушу и
заселить ее разнообразные местообитания.
Это стало возможным тогда, когда содержание
кислорода в атмосфере достигло величины,
составляющей 10% от его современной концентрации.
К концу палеозоя, в пермском периоде,
концентрация кислорода в атмосфере достигла
современного уровня.
Каждый период
развития биосферы характеризовался свойственным
ему комплексом условий среды
и живых организмов. В кайнозойскую
эру произошло становление человека,
который в начале своей эволюции
хорошо вписывался в природу. Перейдя
к активной трудовой деятельности,
человек вырвался из плена естественной
природной зависимости. Человеческое
общество с течением времени усиливало
свое воздействие на природную среду.
В настоящее время в эпоху
НТР, совпавшей с бурным ростом численности
населения планеты (демографический
взрыв), деятельность человека соизмерима
по своим последствиям на природную
среду с действием самых мощных
природных явлений.
БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ
ЦИКЛЫ
биогеохимический
круговорот веществ, обмен веществом
и энергией между разл. компонентами
биосферы, обусловленный жизнедеятель
ностью организмов и носящий циклич. характер.
Термин «Б. п.» введён в 10-х гг. 20 в. В. И.
Вернадским, разработавшим теоретич. основы
биогеохимич. цикличности в учении о биосфере
и трудах по биогеохимии. Все Б. ц. в природе
взаимосвязаны, составляют динамич. основу
существования жизни, а нек-рые из них
(циклы С, О, Н, N, S, Р, Са, К. Si и др. т. н. биогенных
элементов) являются ключевыми для понимания
эволюции и совр. состояния биосферы. Движущими
силами Б. ц. служат потоки энергии Солнца
(более широко — космоса) и деятельность
живого вещества (совокупности всех живых
организмов), приводящие к перемещению
огромных масс химич. элементов, концентрированию
и перераспределению аккумулированной
в процессе фотосинтеза энергии. Благодаря
фотосинтезу и непрерывно дейстнующим
циклич. круговоротам биогенных элементов
создаётся устойчивая организованность
биосферы Земли, осуществляется её нормальное
функционирование. Нормальные (ненарушенные)
Б. ц. в биосфере не являются замкнутыми,
хотя степень обратимости годичных циклов
важнейших биогенных элементов достигает
95—98%. Неполная обратимость (незамкнутость)
— одно из важнейших свойств Б. ц., имеющее
планетарное значение. За всю историю
развития биосферы (3,5—3.8 млрд. лет) доля
вещества, выходящая из биосферного цикла
(длительностью от десятков и сотен до
неск. тыс. лет) в геол. цикл (длительностью
в млн. лет), обусловила биогенное накопление
кислорода и азота в атмосфере, разл. химич.
элементов и соединений в земной коре.
Особенно показателен Б. ц. углерода. Ежегодно
и:) биосферного Б. ц. наземных экосистем
выходит («сбрасывается») в геол. цикл
ок. 130 т углерода, что составляет всего
10 — 18% от запасов углерода, находящихся
в обращении в совр. биосфере. В течение
фанерозоя (ок. 600 млн. лет) за счёт неполной
обратимости цикла углерода в ископаемых
осадках накопились огромные запасы углеродистых
отложений (известняков, битумов, углей,
нефтей и др.), оцениваемые в 1016 —1017 т. Сложившаяся
в ходе развития биосферы направленность
планетарных и региональных Б. ц. привела
к созданию устойчивого биогеохимич. (т.
н. нормального) фона, характерного для
той или иной местности. Этот фон различается
для определённых регионов биосферы, в
пределах к-рых по недостатку или избытку
определённых химич. элементов выделяются
естественные геохимич. аномалии — биогеохимич.
провинции. С вариациями исторически сложившегося
общего геохимич. фона территории и естественными
биогеохимич. аномалиями, отражающими
реально существующую неоднородность
химич. состава биосферы, связаны мн. эндемичные
болезни животных и человека. Глобальный
характер хоз. деятельности человека приводит
к качественным изменениям в естественной
биогеохимич. цикличности природных процессов
биосферы. По ряду параметров масштабы
антропогенных воздействий сопоставимы
с кол-вом веществ, вовлечённых в нормальные
Б. ц. Техногенные продукты, поступающие
в биосферу, перегружают нормальное её
функционирование и выпадают частично
или полностью из системы устойчивых Б.
ц. Возникает новый тип техногенных геохимич.
аномалий, наз. «неоаномалиями» или «антропоаномалиями».
Они форми руются на нормальном биогеохимич.
фоне в чрезвычайно короткие сроки и охватывают
не только живое вещество, но и биокосные
тела биосферы (атмосферу, почвы, природные
воды), лроникают в глубокие горизонты
земной коры. Происходит нарушение отлаженных
во времени природных Б. ц. биосферы. Для
ряда элементов и соединений Б. ц. становятся
природно-антропоген ыми (циклы тяжёлых
металлов, азота, серы, фосфора, калия и
др.). Нек,-рые создаваемые человеком материалы
(пластмассы, детергенты и др. продукты
хим. синтеза — г. н. ксенобиотики) не включаются
в природные и природно-антропогенны
циклы и не перерабатываются в биосфере.
Меры борьбы с нарушением Б. ц. связаны
с природоохранной деятельностью, созданием
малоотходных технологий, широкой реутилизацией
продуктов пром. и с.-х. произ-ва, с поисками
путей оптимизации осн. характеристик
Б. ц. и возможностью разумного управления
ими.
Круговорот биогенных
элементов совершается по циклу.
Они необходимы в метаболических
процессах живых организмов. Одни
из них содержатся в довольно значительных
количествах, их называют макроэлементы
(натрий, кальций, магний). Другие биогенные
элементы имеются в малых количествах,
это микроэлементы (железо, цинк, медь,
марганец). Главным источником биогенных
элементов в виде катионов является
почва. Они через корневую систему
попадают в растения и дальше через
пищевые цепи до высших организмов.
При минерализации экскрементов
и мертвых организмов возвращаются
биогенные элементы в почву, что
делает возможным включение их в
повторный круговорот. Часть катионов
выносится с поверхностным стоком
в реки и моря. В сельском хозяйстве
биогенные элементы уходят из почвы
вместе с урожаем.
Запасы биогенных элементов на Земле непостоянны.
В процессе связывания некоторой части
в живой биомассе снижается их количество
для сообщества. И если бы в конечном счете
органическое вещество не разлагалось,
то запас химических элементов, необходимых
для живых организмов, исчерпался бы и
жизнь на Земле прекратилась. Высвобождение
биогенов в форме простых неорганических
соединений осуществляется в основном
редуцентами и лишь в небольшой доле -
консументами. Круговорот биогенных элементов
никогда не бывает безупречным, могут
быть потери и дополнительные поступления.
В экосистемах могут быть дополнительные
поступления биогенных элементов с осадками,
при выпадении пыли, а также при внесении
удобрений и загрязнений. Но всеобщий
гомеостаз зависит от стабильности биогеохимических
циклов и устойчивости природных систем. СТАБИЛЬНОСТЬ
БИОСФЕРЫ
способность биосферы
противостоять внешним (космическим)
и внутренним возмущениям, включая
любые антропогенные воздействия.
Биосфера является
огромной, чрезвычайно сложной экологической
системой, функционирующей в стационарном
режиме на основе регуляции всех составляющих
ее частей и процессов. Стабильность
биосферы основывается на высоком разнообразии
живых организмов, отдельные группы
которых выполняют различные
функции в поддержании общего
потока вещества и распределении
энергии; на теснейшем переплетении
и взаимосвязи биогенных и
абиогенных процессов, на согласованности
циклов отдельных элементов. В биосфере
действуют сложные системы обратных
связей и зависимостей.
Последние 600 млн.
лет, начиная с кембрия, характер
основных круговоротов на Земле существенно
не менялся (см. Круговорот веществ). Происходили
фундаментальные геохимические процессы,
характерные и для современной эпохи:
накопление кислорода, связывание инертного
азота, осаждение кальция, образование
кремнистых сланцев, отложение железных
и марганцевых руд и сульфидных минералов,
накопление фосфора и т. д. Предполагается,
что масса живого вещества оставалась
приблизительно постоянной, начиная с
карбона, менялись лишь скорости этих
процессов. Стабильность биосферы обусловлена,
прежде всего, деятельностью самого живого
вещества, обеспечивающей определенную
скорость фиксации солнечной энергии
и биогенной миграции атомов.
Таким образом,
жизнь на Земле сама стабилизирует
условия своего существования, что
дает ей возможность развиваться
бесконечно долго. Однако стабильность
биосферы имеет определенные пределы
и нарушение ее регуляторных возможностей
чревато серьезными последствиями.
Современное человечество
использует не только огромные энергетические
ресурсы биосферы, но и небиосферные
источники энергии (например, атом), ускоряя
геохимические преобразования природы.
Некоторые процессы, вызванные технической
деятельностью человека, направлены противоположно
по отношению к естественному их ходу
в биосфере (рассеивание биогенных элементов,
освобождение законсервированного углерода
и его окисление, нарушение крупномасштабных
процессов в атмосфере, влияющих на климат,
и т. п.). В. И. Вернадский считал возможным
говорить даже об автотрофной роли человечества,
понимая под этим возрастающие масштабы
искусственного синтеза органических
материалов, различных полимеров и др.
веществ, часто не имеющих аналогов в живой
природе.
Современная деятельность
человека наносит ущерб окружающей
среде, что, в итоге, угрожает дальнейшему
развитию самого человечества. По-видимому,
эти изменения пока еще не стали
необратимыми, поэтому одна из основных
задач современной экологии - изучение
регуляторных процессов в биосфере,
создание научного фундамента ее рационального
использования. В настоящее время
перед человечеством стоит ряд
глобальных проблем, в частности, предотвращение
обезлесения, уменьшение химического
загрязнения среды, сокращение выбросов
парниковых газов, сохранение биологического
разнообразия и др., решение которых
будет способствовать поддержанию
стабильности биосферы. Мировым сообществом
предпринимаются попытки решения
этих проблем в рамках международных
конвенций и соглашений (Конвенция
о переносе загрязнения атмосферным
воздухом, Рамочная конвенция ООН
об изменении климата и Киотский
протокол, Конвенция о биологическом
разнообразии и др.).
3Биосфера характеризуется
разнообразием природных условий,
зависящих от широты и рельефа
местности, от сезонных изменений
климата. Но основная причина
этого разнообразия — деятельность
самих живых организмов. Между организмами
и окружающей их неживой природой происходит
непрерывный обмен веществ, и поэтому
разные участки суши и моря отличаются
друг от друга по физическим и химическим
показателям.
Ученые считают, что на Земле обитает около
2 млн (а реально — до 5 млн) видов живых
организмов; каждый вид объединяет миллионы
и миллиарды особей, определенным образом
распределенных в пространстве. Каждый
вид по-своему взаимодействует с окружающей
средой. Деятельность живых организмов
создает удивительное разнообразие окружающей
нас природы. Это разнообразие служит
гарантией сохранения жизни на Земле.
Жизненные среды. В пределах биосферы
можно выделить четыре основные среды
обитания. Это водная среда, на-земно-воздушная
среда, почва и среда, образуемая самими
живыми организмами.
Среда обитания - совокупность
условий и предметов, необходимых для
существования какого-либо организма.
На нашей планете
живые организмы в ходе длительного
исторического развития освоили
четыре среды жизни, которые распределились
соответственно минеральным оболочкам:
гидросфера, литосфера, атмосфера .
Водная среда
жизни была первой, в которой возникла
и распространилась жизнь. В дальнейшем,
в ходе исторического развития, организмы
начали заселять наземно - воздушную среду
жизни. Появились наземные растения и
животные, бурно эволюционируя, адаптируясь
к новым условиям жизни. Функционирование
живого вещества на суше привело к постепенному
преобразованию поверхностного слоя литосферы
в почву, по выражению В. И. Вернадского
(1978), в своеобразное биокосное тело планеты.
Почву заселили как водные, так и наземные
организмы, создав специфический комплекс
ее обитателей.
Четвертой средой жизни стали сами живые
организмы, каждый из которых является
целым миром для населяющих его паразитов
и симбионтов.
Основные среды
жизни :
водная среда
жизни
наземно-воздушная
среда
почвенная среда
жизни
4Основные
виды загрязнений
окружающей
Источники загрязнения
биосферы принято разделять на природные
и промышленные. Природные источники загрязнения
вызваны естественными процессами (извержением
вулканов, почвенной пылью и др.), такие
источники, как правило, локализованы
и не являются определяющими для биосферы
в целом. Промышленные источники загрязнения
биосферы могут оказывать длительное
разрушительное действие. Эти источники
разделяют на материальные (вещества),
включающие механические, химические
и биологические загрязнения, и энергетические
(физические).
Непосредственными
объектами загрязнения служат основные
сферы обитания биотического сообщества:
атмосфера, вода, почва. Жертвами загрязнения
являются составляющие биоценоза: растения,
животные, микроорганизмы. Всякое загрязнение,
как правило, не всегда ощущается
сразу и часто имеет скрытый
характер, причем это может быть
и необязательно прямой выброс в
природную среду вредных веществ.
Например, такой «безобидный процесс,
как отвод воды из водоемов для
различных хозяйствен ных нужд, приводит
к изменению естественного режима темпера
туры (тепловое загрязнение), что затрагивает
целый ряд взаимосвязанных процессов,
характеризующих данную экологическу
систему, вплоть до полного ее уничтожения
(например, катастр фа Аральского моря).
Опасным при изменении любой экологи ской
системы является появление не свойственных
ей веществ.
Степень опасности
вредных веществ у показателей,
и в первую очередь от предельно
допустимой концентрации (ПДК) вредного
вещества, под которой понимают концентрацию,
не вызывающую какихлибо болезненных
изменений в организме человека. Естественно,
что оценка ПДК в различных средах должна
производиться поразному:
• В воздухе:
— ПДКв воздухе, мг/мг. Это концентрация
при работе в прежде всего рабочего стажа
не должна вызывать заболевания или отв
состоянии здоровья, обнаруживаемые современными
и исследования в процессе работы или
в отдаленные сронастоящего и последующего
поколений. Рабочей зоной считается пространство
высотой до 2 м над площадкой, на которой
находятся места постоянного или временного
пребывания рабочих
ПДКмр — предельно допустимая максимальная
разовая конv грация вещества в воздухе
населенных мест, мг/м3. Это концентрация
вредного вещества в воздухе, которая
при вдыхании в течении 20 мин не должна
вызывать рефлекторных реакций в организме
— ПДКсс — предельно допустимая среднесуточная
конценщ ция химического вещества в воздухе
населенных мест, мг/м3. Концентрация не
должна оказывать на человека прямого
или ко венного вредного воздействия при
неограниченно долгом вдыхании.
• В водной среде:
— ПДКЪ — предельно допустимая концентрация
вещества воде водоема хозяйственнопитьевого
и культурнобытового водо пользования,
мг/л. Эта концентрация не должна оказывать
прямого или косвенного влияния на органы
человека в течение всей жизни на здоровье
последующих поколений и не должна ухудшать
гигиенические условия водопользования.
• В почве:
— ПДКп — предельно допустимая концентрация
вещества в пахотном слое почвы, мг/кг.
Эта коцнентрация не должна вызывать прямого
и косвенного отрицательного влияния
на соприкасающиеся с почвой среды и здоровье
человека, а также на самоочищающую способность
почвы.
• В продуктах питания:
— ПДКп (ДОК) — предельно допустимая концентрация
(допустимое остаточное количество) вещества
в продуктах питания, мг/кг.
При отсутствии ПДК в различных средах
устанавливается временный гигиенический
норматив ВДК (ОБУВ) — временно допустимая
концентрация (ориентировочно безопасный
уровень воздействия) вещества. Временный
норматив устанавливается на определенный
срок (дватри года).
Процессы загрязнения
в широком смысле можно классифицировать
следующим образом:
• инградиентное загрязнение как совокупность
веществ, чуждых данной экосистеме;
• параметрическое загрязнение, связанное
с изменением качественных параметров
окружающей среды;
• биоценотическое загрязнение, заключающееся
в воздействии на состав и структуру популяций
живых организмов;
• антропологическое загрязнение, представляющее
изменение дологических систем в процессе
природопользования, связанном с оптимизацией
природы в интересах человека.
Вредные вещества
проникают в организм человека чаще
всего еРез дыхательный тракт, реже
через пищеварительный тракт. Ингаляционный
путь поступления наиболее опасен, так
как огромная всасывающая поверхность
легких, усиленно омываемых кровью, позволяет
ядам быстро и почти беспрепятственно
проткнуть к жизненно важным центрам.
Вредные вещества
могут оказывать на организм как
местное, так и общее действие.
Первое это результат раздражения
тканей после попадания. Так действуют
кислоты, щелочи, некоторые газы. При
общем действии яды всасываются
в кровь, разносятся ц организму и отравляют
ткани и внутренние органы. К ним можно
отнести пары ртути, сероводорода, оксид
углерода и др.
Степень ядовитости вещества характеризуют
следующие факторы:
• химическая структура;
• свойства и физическое состояние вещества
(летучесть, растворимость, дисперсность,
агрегатное состояние);
• концентрация вещества, длительность
воздействия и температура;
• комбинированное действие ядов, причем
токсичность каж. дого из них может усиливаться
или видоизменяться (хлор и диоксид серы,
метилмеркаптан и диоксид серы).
В гомологическом
ряду предельных углеводородов сила
наркотического действия возрастает с
увеличением числа атомов углерода
в молекуле. Чем выше растворимость
ядов в воде и других жидкостях, тем
выше их токсичность. Хорошо растворимый
хлорид бария высокотоксичен, а нерастворимый
в воде сульфат бария не только не ядовит,
но и используется в медицине как рентгеноконтрастное
вещество. С повышением дисперсности увеличивается
токсичность вещества. Наиболее опасны
яды, находящиеся в паро и газообразном
состояниях.
Если говорить
о веществах, оказывающих наиболее
вредное прямое воздействие на человека,
то здесь особую опасность представляют
канцерогенные вещества, то есть те,
которые катализируют процесс развития
опухолей, в том числе и злокачественных.
Специфические
проявления возникают в основном
в городах 0 загрязнении среды
фтором, бериллием, асбестом (с последуювозможным
исходом в канцерогенез), марганцем (хроничепневмонии),
золой ТЭС и котельных (заболевания легких),
и свинцом (нарушения со стороны желудочнокишечного
тракта). В частности, по имеющимся сведениям,
в крови современных людей содержится
свинца в сотни раз больше, чем по предельно
допустимой норме. Между тем если раньше
полагали, qro существует безопасный уровень
свинца в организме, то согласноо современной
точке зрения воздействие даже малых его
количеств непредсказуемо. У беременных
женщин возможны по этой лричине ранние
роды или выкидыши, у женщин пожилого возраста
свинец нарушает усвоение кальция. В особой
же опасности находятся дети в первые
четыре года жизни, когда у них развивается
головной мозг. Свинец, по оценке медиков,
не только нарушает нормальный обмен веществ
в организме человека в силу своей высокой
токсичности, но и вызывает его повышенную
агрессивность, что чрезвычайно опасно
в нашем социально неустойчивом мире.
Газовую оболочку
Земли - атмосферу - благодаря специфическому
составу, способности поглощать
и отражать солнечную радиацию, озоновому
слою, в котором задерживается
основная часть коротковолнового излучения
Солнца, благоприятному температурному
режиму и присутствию водяного пара можно
назвать одним из главных источников жизни
на нашей планете. Колоссальная масса
воздушной оболочки емли (5, 9 х 1015
т) и сбалансированность естественного
круговорота в биосфере ее газовых компонентов,
основными из которых являются кислород
(21%) и азот (78%), создают иллюзию неисчерпаемости
ресурсов атмосферного воздуха. Вместе
с тем загрязнение атмосферы в настоящее
время достигло колоссальных размеров.
Установлено, что каждые 10-12 лет объем
мирового промышленного производства
удваивается, что сопровождается примерно
таким же ростом объема выбрасываемых
загрязнений в окружающую среду. По оценкам
специалистов, за год в атмосферу Земли
выбрасывается примерно 200 млн. т оксида
углерода, более 20 млрд. т диоксида углерода,
150 млн. т диоксида серы, 53 млн. т оксидов
азота, свыше 250 млн. т пыли, более 50 млн.
т углеводородов.
Под загрязнением
атмосферы понимают привнесение в нее
примесей, которые не содержатся в природном
воздухе или изменяют соотношение между
ингредиентами природного состава воздуха.
Атмосферный воздух
всегда содержит некоторое количество
примесей, поступающих от естественных
и антропогенных источников. Одним
из источников загрязнения атмосферы
естественного происхождения является
космическая пыль, образующаяся из остатков
сгоревших метеоритов при их прохождении
в атмосфере. Ежегодно на Землю выпадает
2-5 млн. т космической пыли.
Природная пыль
образуется в результате разрушения
и выветривания горных пород и
почвы, вулканических извержений, лесных,
степных и торфяных пожаров, испарения
с поверхности моря. Кроме того,
пыль образуется аэропланктоном, спорами
растений, плесневыми и другими грибами,
продуктами гниения, брожения и разложения
растений и животных. Как правило, естественное
загрязнение не угрожает отрицательными
последствиями для экосистем, а уровень
загрязнения атмосферы примесями от естественных
источников является фоновым и имеет малые
отклонения от среднего уровня во времени. Антропогенные
загрязнения отличаются многообразием
видов примесей и многочисленностью источников
их выбросов. Примеси поступают в атмосферу
в виде газов, паров, жидких и твердых частиц.
Источниками антропогенного загрязнения
атмосферы являются транспорт, теплоэнергетика,
предприятия ядерно-топливного цикла,
промышленные и сельскохозяйственные
предприятия (таб.1).
Таб. 1.
Выбросы
загрязняющих веществ в атмосферу
Российской Федерации, тыс. т
