Контрольная работа на тему Биосфера виды ее загрязнения и охраны
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-05-30Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Министерство сельского хозяйства
ФГОУ ВПО Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия
Кафедра биологии, ветеринарной генетики, паразитологии и экологии
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ЭКОЛОГИЯ»
студента 1 курса
заочного отделения «Экономического факультета»
по специальности «Финансы и кредит»
с сокращенным сроком обучения
Антонова Леонида Владимировича
УЛЬЯНОВСК, 2009г.
Контрольные вопросы
Биосфера как глобальная экосистема. Деятельность человека и эволюция биосферы.
Видовая структура Биоценоза.
Основные принципы охраны окружающей среды и рационального природопользования.
Потенциальные экологические опасности.
Экологические последствия радиоактивных осадков. Экологические последствия загрязнений, вызванных атомной промышленностью.
Защиты атмосферы.
Биосфера как глобальная экосистема. Деятельность человека и эволюция биосферы
Рассмотрение основополагающих вопросов общей экологии целесообразно начать со знакомства с биосферой как глобальной экосистемой и закономерностями ее функционирования. В таком случае разделы экологии более низкого ранга (популяционный, экосистемный) будут в определенной мере подчинены углубленному раскрытию закономерностей существования биосферы и допустимых пределов вмешательства в нее или ее звенья человека. Другими словами, на уровне экосистем элементарного плана должен осуществляться в основном принцип локальных действий, в то время как биосферный уровень формирует базу для глобального мышления.
В настоящее время становится предельно ясным, что среда, в которой мы живем, сформирована жившими организмами различных геологических эпох. По образному выражению Б. Коммонера, окружающая среда - «... это дом, созданный на Земле жизнью и для жизни». При этом каждое поколение организмов этот дом совершенствовало соответственно изменявшимся условиям и обитающим в нем существам. Эти истины стали понятными людям далеко не сразу. Важнейший вклад в этот раздел современной экологии внесли исследования академика В. И. Вернадского (1863-1945), его учение о биосфере.
Понятие «биосфера». Термин «биосфера» в научную литературу введен в 1875 г. австрийским ученым-геологом Эдуардом Зюссом. К биосфере он отнес все то пространство атмосферы, гидросферы и литосферы (твердой оболочки Земли), где встречаются живые организмы.
Владимир Иванович Вернадский (1863-1945) использовал этот термин и создал науку с аналогичным названием. Если с понятием «биосфера», по Зюссу, связывалось только наличие в трех сферах земной оболочки (твердой, жидкой и газообразной) живых организмов, то, по В. И. Вернадскому, им отводится роль главнейшей геохимической силы. При этом в понятие биосферы включается преобразующая деятельность организмов не только в границах распространения жизни в настоящее время, но и в прошлом. В таком случае под биосферой понимается все пространство (оболочка Земли), где существует или когда-либо существовала жизнь, то есть где встречаются живые организмы или продукты их жизнедеятельности. В. И. Вернадский не только сконкретизировал и очертил границы жизни в биосфере, но, самое главное, всесторонне раскрыл роль живых организмов в процессах планетарного масштаба. Он показал, что в природе нет более мощной геологической (средообразующей) силы, чем живые организмы и продукты их жизнедеятельности[1].
Учение В. И. Вернадского о биосфере произвело переворот во взглядах на глобальные природные явления, в том числе геологические процессы, причины явлений, их эволюцию. До трудов В. И. Вернадского эти процессы прежде всего связывались с действием физико-химических сил, объединяемых термином «выветривание». В. И. Вернадский показал первостепенную преобразующую роль живых организмов и обусловливаемых ими механизмов образования и разрушения геологических структур, круговорота веществ, изменения твердой (литосферы), водной (гидросферы) и воздушной (атмосферы) оболочек Земли.
Ту часть биосферы, где живые организмы встречаются в настоящее время, обычно называют современной биосферой, или необиосферой, а древние биосферы относят к палеобиосферам, или белым биосферам. В качестве примеров последних можно назвать безжизненные скопления органических веществ (залежи каменных углей, нефти, горючих сланцев и т. п.) или запасы других соединений, образовавшихся при участии живых организмов (известь, мел, соединения кремния, рудные образования и т. п.).
Границы биосферы. По современным представлениям необиосфера в атмосфере простирается примерно до озонового экрана (у полюсов 8-10 км, у экватора - 17-18 км и над остальной поверхностью Земли - 20-25 км). За пределами озонового слоя жизнь невозможна вследствие наличия губительных космических ультрафиолетовых лучей. Гидросфера практически вся, в том числе и самая глубокая впадина (Марианская) Мирового океана (11022 м), занята жизнью. К необиосфере следует относить также и донные отложения, где возможно существование живых организмов. В литосферу жизнь проникает на несколько метров, ограничиваясь в основном почвенным слоем, но по отдельным трещинам и пещерам она распространяется на сотни метров.
Границы палеобиосферы в атмосфере примерно совпадают с необиосферой, под водами к палеобиосфере следует отнести и осадочные породы, которые, по В. И. Вернадскому, практически все претерпели переработку живыми организмами. Это толща от сотен метров до десятков километров. Сказанное относительно осадочных пород применимо и к литосфере, пережившей водную стадию функционирования.
Таким образом, границы биосферы определяются наличием живых организмов или «следами» их жизнедеятельности. В пределах современной, как и былых биосфер, насыщенность жизнью между тем далеко не равномерна. На границах биосферы встречаются лишь случайно занесенные организмы («поле устойчивости жизни», по В. И. Вернадскому). В пределах основной части биосферы организмы присутствуют постоянно («поле существования жизни»), но распределены далеко не равномерно. Очаги повышенной и максимальной концентрации жизни В. И. Вернадский называл пленками и сгущениями жизни. Эти наиболее продуктивные экосистемы являются своего рода каркасом биосферы и требуют повышенного внимания человека.
Видовая структура Биоценоза.
В природе все популяции, существующие в пределах одного биотопа, вступают в разнообразные взаимоотношения в зависимости от их потребностей и образуют более сложную биологическую систему - биоценоз. Биоценоз - это исторически сложившаяся совокупность популяций растений (фитоценоз), животных (зооценоз) и микроорганизмов (микроценоз), проживающих совместно в однородных условиях на общей территории и взаимосвязанных между собой различными типами взаимоотношений. Параллельно с термином «биоценоз» используется термин «сообщество». Сообщество - это любая совокупность популяций разных видов, взаимодействующих между собой и существующих совместно. Таким образом, понятие «сообщество» более широкое, чем «биоценоз».
Сообщество (биоценоз) является основным компонентом природных Надорганизменные систем. Надорганизменные системы имеют свои особенности в сравнении с организмом:
1. Сообщество всегда возникает, формируется из готовых частей, которые есть в окружающей среде. В отдельном организме они возникают путем постепенной дифференциации зачатков.
2. Составные части сообщества заменяемы. Один вид может занять место другого со сходными экологическими потребностями без ущерба для системы. Части же любого организма уникальны.
3. Если же в организме поддерживается постоянная согласованность деятельности его органов, тканей и клеток, то надорганизменная система существует за счет уравновешивания противоположно направленных сил, интересы многих видов в сообществе прямо противоположны (хищник - жертва).
4. Сообщества основаны на количественной регуляции численности одних видов другими, в организме регуляция всех органов осуществляется нервной системой и гуморальным путем.
5. Размеры организма ограничены его внутренней наследственной программой. Размеры надорганизменной системы определяются внешними причинами.
Как и всякая биологическая система, биоценоз имеет свою структуру, которую можно охарактеризовать в двух аспектах:
1) видовая, или таксономическая, структура;
2) пространственная структура;
Видовая, или таксономическая, структура. Видовая структура характеризует разнообразие видов и соотношение их численности или массы.
Видовое разнообразие биоценоза характеризуется двумя показателями: 1) видовое богатство; 2) видовая насыщенность.
Видовое богатство - это общее число видов, обитающих в данном биотопе. Видовое богатство возрастает с севера на юг, а также с увеличением площади биотопа и эволюционного времени. Чем выше видовое богатство, тем более устойчивым является биоценоз, и наоборот.
Видовая насыщенность - это количество видов на единице площади или в единице объема биотопа.
Соотношение численности видов характеризуется показателем выравненность. Например, если два биоценоза (А и В) имеют одинаковое видовое богатство (10 видов) и одинаковую численность особей (100 особей), то они могут отличаться по характеру распределения этих особей между видами, т.е. выравненностью:
биоценоз А: 91:1:1:1:1:1:1:1:1:1 -минимальная выравненность и максимальное доминирование;
биоценоз В: 10:10:10:10:10:10:10:10:10:10 -максимальная выравненность и минимальное доминирование.
Выравненность возрастает с севера на юг, а доминирование возрастает с юга на север.
В природе границы между биоценозами редко бывают резкими, чаще всего наблюдается постепенный переход, в результате чего образуется пограничная зона, которая имеет особенные условия существования. По протяженности она всегда меньше, чем территория биотопов. Эта зона называется экотон. Она более богата по численности видов, чем каждое из смежных сообществ, потому что здесь встречаются как виды из соседних сообществ, так и виды, характерные только для экотона. Тенденция к увеличению видового разнообразия и плотности организмов на границе сообществ называется краевым, или пограничным, эффектом.
Пространственная структура. Пространственная структура характеризует распределение особей биоценоза в пределах биотопа.
Любой биоценоз занимает конкретное пространство, которое разделяется между видами в зависимости от их биологических особенностей. В связи с этим различают вертикальную и горизонтальную зональность, а также консорции.
Вертикальная зональность биоценоза обусловлена наличием в нем растений разной высоты. Благодаря этому в биоценозе наблюдается вертикальное расслоение на структурные части, занимающие разное положение по отношению к уровню почвы. Это явление называется ярусностью, а структурные части биоценоза - ярусами. Растительные ярусы заселяются животными и микроорганизмами. Ярусность способствует значительному ослаблению конкуренции между видами, благодаря этому увеличивается численность особей на единице площади и более полно и разнообразно используются условия среды.
В биоценозе различают надземную и подземную ярусность. В биоценозе смешанного леса выделяют 5-7 надземных ярусов. Подземная ярусность обусловлена разной глубиной расположения активной части корневой системы и включает, как правило, на один ярус меньше, чем надземная ярусность, так как мхи, грибы и лишайники, формирующие самый нижний ярус, корневой системы не имеют.
Основные принципы охраны окружающей среды и рационального природопользования
Постоянный рост населения планеты сопровождается бурным ростом использования всех видов природных ресурсов. Под влиянием хозяйственной деятельности человека природные ресурсы истощаются. Охрана природы и рациональное использование природных ресурсов призваны решать эту проблему. Охрана ресурсов в процессе их использования - это
основной принцип охраны природы. «Все связано со всем» - гласит закон Б. Коммонера. Поэтому охрана одного природного объекта означает охрану объектов, связанных с ним.
Организация охраны природы должна осуществляться одновременно с рациональным природопользованием в двух направлениях:
1) минимизация вредных последствий производственной деятельности;
2) стимулирование нормального функционирования биосферы планеты.
Важными принципами рационального использования природных ресурсов являются:
1) изучение ресурсов. Грамотное и бережное использование ресурсов невозможно без наличия сведений об их объеме, качестве, без прогноза последствий их изъятия из природных объектов и возможности замены их на другие;
2) организация мониторинга состояния природных ресурсов;
3) совершенствование технологий добычи, транспортировки и переработки ресурсов, предусматривающее их максимальное использование. Проектирование, строительство новых, а также модернизация уже имеющихся производств с целью сокращения использования природных ресурсов. Использование альтернативных источников энергии;
4) повышение урожайности в сельском хозяйстве на освоенных территориях, строгое соблюдение норм и назначения при использовании минеральных удобрений и пестицидов;
5) постоянный поиск новейших природоохранных технологий с обязательным проведением экологической экспертизы;
6) сокращение образования отходов производства - сточных вод, выбросов в атмосферу и твердых отходов. Использование отходов в качестве сырья для получения энергии и продукции;
7) восстановление природных объектов после техногенного воздействия - рекультивация земель, защита от эрозии почв, воспроизводство лесов и организация борьбы с лесными пожарами т. п.;
8) сохранение биологического разнообразия планеты. Организация заповедных зон, заказников, национальных парков. Сокращение отлова промысловых и морских беспозвоночных. Охрана и разведение редких видов растений и животных;
9) открытая демонстрация результатов природоохранной деятельности. Экологическое просвещение населения;
10) совершенствование природоохранного законодательства стран и создание эффективных механизмов его реализации.
Потенциальные экологические опасности
Вопросы защиты естественных основ жизни от опасностей стали в последнее время узловыми, ключом к будущему. Потенциальными экологическими опасностями являются технологический и экологический кризисы, в которых оказалась Россия.
Экологическая опасность – вероятность разрушения среды обитания человека, растений и животных в результате неконтролируемых развитий экономики, отставания технологий, естественных и антропогенных аварий и катастроф, вследствие чего нарушается приспособленность живых систем к условиям существования.
Рассмотрим источники и последствия этих кризисов (опасностей).
Технологический кризис. Со вступлением человечества в эпоху научно-технического прогресса, стремительного роста техносферы частота и масштабы ущерба от технологических катастроф стали сопоставимы с аналогичными показателями стихийных бедствий либо с потенциалом военных арсеналов. Эти катастрофы могут вызвать далеко идущие негативные последствия, затрагивающие территории соседних стран и даже распространяясь по всей планете. Потенциально наиболее опасными считаются атомные объекты, химическая промышленность, нефтепереработка, трубопроводы, транспорт. Но и в повседневной жизни, изо дня в день имеют место тысячи «тихих» технологических катастроф, порождаемых выбросами в атмосферу и водоемы, захоронением в землю различных вредных отходов. Их коварность состоит в том, что, подобно накоплению радиоактивности, токсическое воздействие на человека и живые организмы происходит постепенно и до определенного уровня незаметно. Кумулятивный же эффект, однако, с каждым годом растет и в итоге грозит неотвратимым умерщвлением, как природы, так и человека.
О губительном воздействии на здоровье человека техногенных загрязнений неоднократно предупреждали видные ученые. Так, в 70-х годах было высказано предположение, что если в среде обитания возникает резко увеличенный тон мутагенных факторов, таких, как радиация, влияние химических соединений, то генетическая информация человека может быть нарушена. Тем самым встанет реальная опасность разрушения генетических основ человека. Это, в конечном счете, грозит человечеству деградацией и вырождением. Подтверждением служит тот факт, что за последние 30 лет в развитых странах резко увеличилось количество детей с патологическими отклонениями и уже пострадали миллионы людей, чьи дети появились на свет с генетическими аномалиями.
В Российской Федерации есть города и промышленные центры, где уровни загрязнения выше 10 ПДК.
ФГОУ ВПО Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия
Кафедра биологии, ветеринарной генетики, паразитологии и экологии
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ЭКОЛОГИЯ»
студента 1 курса
заочного отделения «Экономического факультета»
по специальности «Финансы и кредит»
с сокращенным сроком обучения
Антонова Леонида Владимировича
УЛЬЯНОВСК, 2009г.
Контрольные вопросы
Биосфера как глобальная экосистема. Деятельность человека и эволюция биосферы.
Видовая структура Биоценоза.
Основные принципы охраны окружающей среды и рационального природопользования.
Потенциальные экологические опасности.
Экологические последствия радиоактивных осадков. Экологические последствия загрязнений, вызванных атомной промышленностью.
Защиты атмосферы.
Биосфера как глобальная экосистема. Деятельность человека и эволюция биосферы
Рассмотрение основополагающих вопросов общей экологии целесообразно начать со знакомства с биосферой как глобальной экосистемой и закономерностями ее функционирования. В таком случае разделы экологии более низкого ранга (популяционный, экосистемный) будут в определенной мере подчинены углубленному раскрытию закономерностей существования биосферы и допустимых пределов вмешательства в нее или ее звенья человека. Другими словами, на уровне экосистем элементарного плана должен осуществляться в основном принцип локальных действий, в то время как биосферный уровень формирует базу для глобального мышления.
В настоящее время становится предельно ясным, что среда, в которой мы живем, сформирована жившими организмами различных геологических эпох. По образному выражению Б. Коммонера, окружающая среда - «... это дом, созданный на Земле жизнью и для жизни». При этом каждое поколение организмов этот дом совершенствовало соответственно изменявшимся условиям и обитающим в нем существам. Эти истины стали понятными людям далеко не сразу. Важнейший вклад в этот раздел современной экологии внесли исследования академика В. И. Вернадского (1863-1945), его учение о биосфере.
Понятие «биосфера». Термин «биосфера» в научную литературу введен в 1875 г. австрийским ученым-геологом Эдуардом Зюссом. К биосфере он отнес все то пространство атмосферы, гидросферы и литосферы (твердой оболочки Земли), где встречаются живые организмы.
Владимир Иванович Вернадский (1863-1945) использовал этот термин и создал науку с аналогичным названием. Если с понятием «биосфера», по Зюссу, связывалось только наличие в трех сферах земной оболочки (твердой, жидкой и газообразной) живых организмов, то, по В. И. Вернадскому, им отводится роль главнейшей геохимической силы. При этом в понятие биосферы включается преобразующая деятельность организмов не только в границах распространения жизни в настоящее время, но и в прошлом. В таком случае под биосферой понимается все пространство (оболочка Земли), где существует или когда-либо существовала жизнь, то есть где встречаются живые организмы или продукты их жизнедеятельности. В. И. Вернадский не только сконкретизировал и очертил границы жизни в биосфере, но, самое главное, всесторонне раскрыл роль живых организмов в процессах планетарного масштаба. Он показал, что в природе нет более мощной геологической (средообразующей) силы, чем живые организмы и продукты их жизнедеятельности[1].
Учение В. И. Вернадского о биосфере произвело переворот во взглядах на глобальные природные явления, в том числе геологические процессы, причины явлений, их эволюцию. До трудов В. И. Вернадского эти процессы прежде всего связывались с действием физико-химических сил, объединяемых термином «выветривание». В. И. Вернадский показал первостепенную преобразующую роль живых организмов и обусловливаемых ими механизмов образования и разрушения геологических структур, круговорота веществ, изменения твердой (литосферы), водной (гидросферы) и воздушной (атмосферы) оболочек Земли.
Ту часть биосферы, где живые организмы встречаются в настоящее время, обычно называют современной биосферой, или необиосферой, а древние биосферы относят к палеобиосферам, или белым биосферам. В качестве примеров последних можно назвать безжизненные скопления органических веществ (залежи каменных углей, нефти, горючих сланцев и т. п.) или запасы других соединений, образовавшихся при участии живых организмов (известь, мел, соединения кремния, рудные образования и т. п.).
Границы биосферы. По современным представлениям необиосфера в атмосфере простирается примерно до озонового экрана (у полюсов 8-10 км, у экватора - 17-18 км и над остальной поверхностью Земли - 20-25 км). За пределами озонового слоя жизнь невозможна вследствие наличия губительных космических ультрафиолетовых лучей. Гидросфера практически вся, в том числе и самая глубокая впадина (Марианская) Мирового океана (11022 м), занята жизнью. К необиосфере следует относить также и донные отложения, где возможно существование живых организмов. В литосферу жизнь проникает на несколько метров, ограничиваясь в основном почвенным слоем, но по отдельным трещинам и пещерам она распространяется на сотни метров.
Границы палеобиосферы в атмосфере примерно совпадают с необиосферой, под водами к палеобиосфере следует отнести и осадочные породы, которые, по В. И. Вернадскому, практически все претерпели переработку живыми организмами. Это толща от сотен метров до десятков километров. Сказанное относительно осадочных пород применимо и к литосфере, пережившей водную стадию функционирования.
Таким образом, границы биосферы определяются наличием живых организмов или «следами» их жизнедеятельности. В пределах современной, как и былых биосфер, насыщенность жизнью между тем далеко не равномерна. На границах биосферы встречаются лишь случайно занесенные организмы («поле устойчивости жизни», по В. И. Вернадскому). В пределах основной части биосферы организмы присутствуют постоянно («поле существования жизни»), но распределены далеко не равномерно. Очаги повышенной и максимальной концентрации жизни В. И. Вернадский называл пленками и сгущениями жизни. Эти наиболее продуктивные экосистемы являются своего рода каркасом биосферы и требуют повышенного внимания человека.
Видовая структура Биоценоза.
В природе все популяции, существующие в пределах одного биотопа, вступают в разнообразные взаимоотношения в зависимости от их потребностей и образуют более сложную биологическую систему - биоценоз. Биоценоз - это исторически сложившаяся совокупность популяций растений (фитоценоз), животных (зооценоз) и микроорганизмов (микроценоз), проживающих совместно в однородных условиях на общей территории и взаимосвязанных между собой различными типами взаимоотношений. Параллельно с термином «биоценоз» используется термин «сообщество». Сообщество - это любая совокупность популяций разных видов, взаимодействующих между собой и существующих совместно. Таким образом, понятие «сообщество» более широкое, чем «биоценоз».
Сообщество (биоценоз) является основным компонентом природных Надорганизменные систем. Надорганизменные системы имеют свои особенности в сравнении с организмом:
1. Сообщество всегда возникает, формируется из готовых частей, которые есть в окружающей среде. В отдельном организме они возникают путем постепенной дифференциации зачатков.
2. Составные части сообщества заменяемы. Один вид может занять место другого со сходными экологическими потребностями без ущерба для системы. Части же любого организма уникальны.
3. Если же в организме поддерживается постоянная согласованность деятельности его органов, тканей и клеток, то надорганизменная система существует за счет уравновешивания противоположно направленных сил, интересы многих видов в сообществе прямо противоположны (хищник - жертва).
4. Сообщества основаны на количественной регуляции численности одних видов другими, в организме регуляция всех органов осуществляется нервной системой и гуморальным путем.
5. Размеры организма ограничены его внутренней наследственной программой. Размеры надорганизменной системы определяются внешними причинами.
Как и всякая биологическая система, биоценоз имеет свою структуру, которую можно охарактеризовать в двух аспектах:
1) видовая, или таксономическая, структура;
2) пространственная структура;
Видовая, или таксономическая, структура. Видовая структура характеризует разнообразие видов и соотношение их численности или массы.
Видовое разнообразие биоценоза характеризуется двумя показателями: 1) видовое богатство; 2) видовая насыщенность.
Видовое богатство - это общее число видов, обитающих в данном биотопе. Видовое богатство возрастает с севера на юг, а также с увеличением площади биотопа и эволюционного времени. Чем выше видовое богатство, тем более устойчивым является биоценоз, и наоборот.
Видовая насыщенность - это количество видов на единице площади или в единице объема биотопа.
Соотношение численности видов характеризуется показателем выравненность. Например, если два биоценоза (А и В) имеют одинаковое видовое богатство (10 видов) и одинаковую численность особей (100 особей), то они могут отличаться по характеру распределения этих особей между видами, т.е. выравненностью:
биоценоз А: 91:1:1:1:1:1:1:1:1:1 -минимальная выравненность и максимальное доминирование;
биоценоз В: 10:10:10:10:10:10:10:10:10:10 -максимальная выравненность и минимальное доминирование.
Выравненность возрастает с севера на юг, а доминирование возрастает с юга на север.
В природе границы между биоценозами редко бывают резкими, чаще всего наблюдается постепенный переход, в результате чего образуется пограничная зона, которая имеет особенные условия существования. По протяженности она всегда меньше, чем территория биотопов. Эта зона называется экотон. Она более богата по численности видов, чем каждое из смежных сообществ, потому что здесь встречаются как виды из соседних сообществ, так и виды, характерные только для экотона. Тенденция к увеличению видового разнообразия и плотности организмов на границе сообществ называется краевым, или пограничным, эффектом.
Пространственная структура. Пространственная структура характеризует распределение особей биоценоза в пределах биотопа.
Любой биоценоз занимает конкретное пространство, которое разделяется между видами в зависимости от их биологических особенностей. В связи с этим различают вертикальную и горизонтальную зональность, а также консорции.
Вертикальная зональность биоценоза обусловлена наличием в нем растений разной высоты. Благодаря этому в биоценозе наблюдается вертикальное расслоение на структурные части, занимающие разное положение по отношению к уровню почвы. Это явление называется ярусностью, а структурные части биоценоза - ярусами. Растительные ярусы заселяются животными и микроорганизмами. Ярусность способствует значительному ослаблению конкуренции между видами, благодаря этому увеличивается численность особей на единице площади и более полно и разнообразно используются условия среды.
В биоценозе различают надземную и подземную ярусность. В биоценозе смешанного леса выделяют 5-7 надземных ярусов. Подземная ярусность обусловлена разной глубиной расположения активной части корневой системы и включает, как правило, на один ярус меньше, чем надземная ярусность, так как мхи, грибы и лишайники, формирующие самый нижний ярус, корневой системы не имеют.
Основные принципы охраны окружающей среды и рационального природопользования
Постоянный рост населения планеты сопровождается бурным ростом использования всех видов природных ресурсов. Под влиянием хозяйственной деятельности человека природные ресурсы истощаются. Охрана природы и рациональное использование природных ресурсов призваны решать эту проблему. Охрана ресурсов в процессе их использования - это
основной принцип охраны природы. «Все связано со всем» - гласит закон Б. Коммонера. Поэтому охрана одного природного объекта означает охрану объектов, связанных с ним.
Организация охраны природы должна осуществляться одновременно с рациональным природопользованием в двух направлениях:
1) минимизация вредных последствий производственной деятельности;
2) стимулирование нормального функционирования биосферы планеты.
Важными принципами рационального использования природных ресурсов являются:
1) изучение ресурсов. Грамотное и бережное использование ресурсов невозможно без наличия сведений об их объеме, качестве, без прогноза последствий их изъятия из природных объектов и возможности замены их на другие;
2) организация мониторинга состояния природных ресурсов;
3) совершенствование технологий добычи, транспортировки и переработки ресурсов, предусматривающее их максимальное использование. Проектирование, строительство новых, а также модернизация уже имеющихся производств с целью сокращения использования природных ресурсов. Использование альтернативных источников энергии;
4) повышение урожайности в сельском хозяйстве на освоенных территориях, строгое соблюдение норм и назначения при использовании минеральных удобрений и пестицидов;
5) постоянный поиск новейших природоохранных технологий с обязательным проведением экологической экспертизы;
6) сокращение образования отходов производства - сточных вод, выбросов в атмосферу и твердых отходов. Использование отходов в качестве сырья для получения энергии и продукции;
7) восстановление природных объектов после техногенного воздействия - рекультивация земель, защита от эрозии почв, воспроизводство лесов и организация борьбы с лесными пожарами т. п.;
8) сохранение биологического разнообразия планеты. Организация заповедных зон, заказников, национальных парков. Сокращение отлова промысловых и морских беспозвоночных. Охрана и разведение редких видов растений и животных;
9) открытая демонстрация результатов природоохранной деятельности. Экологическое просвещение населения;
10) совершенствование природоохранного законодательства стран и создание эффективных механизмов его реализации.
Потенциальные экологические опасности
Вопросы защиты естественных основ жизни от опасностей стали в последнее время узловыми, ключом к будущему. Потенциальными экологическими опасностями являются технологический и экологический кризисы, в которых оказалась Россия.
Экологическая опасность – вероятность разрушения среды обитания человека, растений и животных в результате неконтролируемых развитий экономики, отставания технологий, естественных и антропогенных аварий и катастроф, вследствие чего нарушается приспособленность живых систем к условиям существования.
Рассмотрим источники и последствия этих кризисов (опасностей).
Технологический кризис. Со вступлением человечества в эпоху научно-технического прогресса, стремительного роста техносферы частота и масштабы ущерба от технологических катастроф стали сопоставимы с аналогичными показателями стихийных бедствий либо с потенциалом военных арсеналов. Эти катастрофы могут вызвать далеко идущие негативные последствия, затрагивающие территории соседних стран и даже распространяясь по всей планете. Потенциально наиболее опасными считаются атомные объекты, химическая промышленность, нефтепереработка, трубопроводы, транспорт. Но и в повседневной жизни, изо дня в день имеют место тысячи «тихих» технологических катастроф, порождаемых выбросами в атмосферу и водоемы, захоронением в землю различных вредных отходов. Их коварность состоит в том, что, подобно накоплению радиоактивности, токсическое воздействие на человека и живые организмы происходит постепенно и до определенного уровня незаметно. Кумулятивный же эффект, однако, с каждым годом растет и в итоге грозит неотвратимым умерщвлением, как природы, так и человека.
О губительном воздействии на здоровье человека техногенных загрязнений неоднократно предупреждали видные ученые. Так, в 70-х годах было высказано предположение, что если в среде обитания возникает резко увеличенный тон мутагенных факторов, таких, как радиация, влияние химических соединений, то генетическая информация человека может быть нарушена. Тем самым встанет реальная опасность разрушения генетических основ человека. Это, в конечном счете, грозит человечеству деградацией и вырождением. Подтверждением служит тот факт, что за последние 30 лет в развитых странах резко увеличилось количество детей с патологическими отклонениями и уже пострадали миллионы людей, чьи дети появились на свет с генетическими аномалиями.
В Российской Федерации есть города и промышленные центры, где уровни загрязнения выше 10 ПДК.
В зоне производств йодорганического и фторорганического синтеза г.Перми наблюдаются массовые заболевания детей. Так, в возрасте 12 – 17 лет у 57% мальчиков и 82% девочек выявлены гиперплазия щитовидной железы, дисфункция надпочечников, которая проявляется дисгармоничным формированием вторичных половых признаков, нарушением менструального цикла у девушек, нарушением нейроэндокринной системы, в наибольшей степени проявляющимся в период полового созревания.
В « алюминиевых городах и других крупных индустриальных центрах патология зубов (изменение эмали зубов) сопровождается изменением всего опорно-двигательного аппарата детей. Загрязнения окружающей среды оказывают воздействие на общее физическое развитие. Так, в Москве вес новорожденных, родившихся у матерей, проживающих в зоне выбросов автозавода им. Лихачева, на 400 г меньше, чем в районе метро Юго-Западная.
В Уфе, Екатеринбурге, Нижнем Новгороде, Самаре наблюдается четкая картина астенизации (у детей первых 3 лет жизни) – узкая грудь, минимизация массы тела при сохранности минимальной нормы роста
Величина риска заболеваний нервной системы в зонах экологического неблагополучия превышает 60%. Ведущее место в структуре причин детской инвалидности занимают поражения центральной нервной системы, болезни мозга (умственная отсталость, психические болезни) – у 30%, болезни нервно-мышечной системы, в том числе церебральный паралич – у 20% от общего числа детей-инвалидов.
Особую опасность представляют выбросы свинца. Даже его малые дозы оказывают существенное влияние на развитие мозга у детей. Такое же влияние оказывает ртуть. Сегодня под свинцовым прессом находится население городов Мончегорск, Норильск, Курск, Ярославль, Москва, Санкт-Петербург, а также регионов Урала, Дальнего Востока, Северной Осетии и др.
Взрослое население страдает заболеваниями печени, почек, легких, широко распространены профессиональные заболевания.
Загрязненная вода вызывает болезни мочевыводящей системы, органов пищеварения.
Продукты питания, загрязненные тяжелыми металлами, пестицидами, ядохимикатами, приводят к заболеваниям бронхиальной астмой, туберкулезом, острыми респираторными инфекциями, болезнями органов пищеварения, к дисфункции мозга.
Международное агентство по учению рака утверждает, что в настоящее время около 50 веществ, применяемых в промышленности, повышают риск заболевания раком, а эпидемиологические исследования показали, что около 100 веществ, с которыми человек соприкасается в условиях производства, также являются канцерогенными.
Примеры, демонстрирующие состояние здоровья детей и взрослых, наглядно подтверждают экологическую опасность для российского населения, страны, угрозу для генофонда. С этим нельзя не считаться, к этому нельзя относиться без тревоги, без принятия мер по устранению причин, ее создавших.
Для ликвидации угрозы технологических катастроф требуется в первую очередь скорейшая организация международной системы технологической безопасности. Но в первую очередь необходимы качественные сдвиги в самом производстве, которые сделали бы его безопасными для природы и человека…
На Западе подвели итоги периода «холодной войны». По некоторым данным, суммарный ущерб от нее превышает ущерб от двух мировых воин, вместе взятых. Именно на этот период пришелся апогей военной деятельности государств планеты, именно в эти годы ядерное оружие стало главным средством противоборства, выполняя функции сдерживания, угрозы возмездия и взаимоуничтожения. Ядерные арсеналы пяти стран мира достигли 60 тыс. ядерных боеголовок. На кораблях и подводных лодках было размещено более 500 ядерных реакторов (60% от общего количества реакторов мира). Под ядерным оружием создавалась промышленность, проводились ядерные и другие испытания (до 2000 воздушных и наземных взрывов). В моря и океаны сбрасывались высокотоксичные радиоактивные отходы (на дне океана покоятся также 5 затонувших атомных подводных лодок, 7 реакторов и ядерные боеприпасы). Следствием научно-технического прогресса, развития технологии военных и базовых отраслей промышленности стало образование нового класса экономических и военных объектов – экологически опасных. Основная их часть к тому же расположена в портово-промышленных зонах городов, городах-портах, что резко увеличивает их потенциальную опасность. В случае аварии экологически опасных объектов появляются вторичные поражающие факторы в виде пожаров, взрывов, затоплений, зон химического или радиоактивного заражения[2].
За годы «холодной войны» накапливалось химическое и бактериологическое оружие. Заключенные Россией международные договоры по сокращению, уничтожению ядерного оружия требуют больших затрат на разработку технологий и обеспечению безопасности при их утилизации, и это представляет угрозу для жизни людей и всего природного комплекса.
Технологический кризис порождает экологический.
Экологический кризис. Грозная опасность для существования человека на Земле – экологический кризис. Он является глобальной проблемой, которую Н.В.Тимофеев-Ресовский обозначил как проблему «биосфера-человечество». Эта проблема порождена теми острейшими противоречиями, которые на фоне неудержимого, но сугубо технократического прогресса, несбалансированного с объективными параметрами и восстановительными возможностями биосферы (нашего единственного и общего дома), постоянно продуцируются ненормальными, противоестественными взаимоотношениями общества и природы. Угроза для биосферы исходит от всей совокупности человеческой деятельности, осуществляемой за пределами естественных компенсаторных и восстановительных возможностей, составляющих ее экосистем различного уровня и их компонентов. В результате система «биосфера – человечество» все более приходит в разбалансированное состояние, угрожающее и самой системе и ее составляющим, способствуя уничтожению современной земной биосферы, разрушению здоровья, духовности человека. Решение проблемы – в восстановлении баланса, что представляет собой чрезвычайно сложную, беспрецедентную в глобальном отношении задачу, пока еще практически не осознанную человечеством. Чем раньше человечество осознает ее, тем вероятнее будет его выживание на Земле.
Экологотехногенная обстановка постоянно ухудшается и в России. Одна из основных причин: приближается к катастрофическому состоянию большая часть основных производственных фондов страны, безнадежно устаревших и лишенных к тому же нормального технического обслуживания. Сказывается также и то, что потенциально опасные народнохозяйственные объекты атомного, энергетического, химического. Транспортного, металлургического, машиностроительного, оборонного и строительных комплексов создавались и эксплуатировались без должного учета всех составляющих экологической и технологической безопасности, условий и возможностей защиты человека, населения, объектов, территорий и среды обитания от техногенных и природных аварий и катастроф. В широком масштабе использовались экологически несовершенные технологии в промышленности, сельском хозяйстве, энергетике, на транспорте.
Вследствие неразберихи, развала, коррупции, появления мафиозных структур, нечестного предпринимательства, массы новых природопользователей, практически никем не регулируемые, «пошел процесс» разворовывания природных богатств, хищнического истребления природы. Вполне очевидной даже для такой богатой страны, как Россия, стала проблема истощения природных ресурсов. Экологическая опасность препятствует выходу России из социально-экономического кризиса, ее возрождению, порождает рост социальной напряженности.
Экологические последствия радиоактивных осадков. Экологические последствия загрязнений, вызванных атомной промышленностью
Любая производственная деятельность человека оказывает негативное влияние на окружающую природную среду, ее ресурсы и процессы. Промышленные предприятия подразделяют на добывающие и перерабатывающие. Последние делят на тяжелую и легкую промышленность.
Высоким уровнем антропогенного воздействия на природную среду характеризуются предприятия по добыче полезных ископаемых, предприятия черной и цветной металлургии, химической и нефтеперерабатывающей промышленности, целлюлозно-бумажные комбинаты, все виды электростанций, транспорт.
Проблемы всех промышленных предприятий - образование большого количества отходов:
1) выбросов в атмосферный воздух;
2) сточных вод и твердых отходов производства.
Сокращение площадей лесов, саванн, степей в связи с бурным строительством городов, крупных промышленных предприятий и автомагистралей влечет за собой уменьшение поступления кислорода в атмосферу. Ежегодно в атмосферу попадают миллионы тонн диоксида серы, сероводорода, диоксида азота, углеводородов, озона, аммиака, оксида углерода и пыли. Транспортные средства с выхлопными газами выбрасывают свинец и его соединения.
Добывающими и перерабатывающими предприятиями для промышленных целей используется большое количество воды. Такое обстоятельство влечет за собой образование сточных вод, загрязненных самыми разными веществами, попадание которых в водные объекты чревато губительными последствиями для их обитателей. В поверхностные воды сбрасываются нефтепродукты, соединения меди, железа, цинка, ПАВ, фосфор, фенол, аммонийный и нитритный азот. Очень часто эти и другие вредные вещества оказываются в составе подземных вод, куда они просачиваются с мест захоронения отходов производства и сельского хозяйства.
Разработка крупных месторождений полезных ископаемых, а также добыча строительных материалов разрушают естественные природные ландшафты, уничтожают почвенный покров, вносят нарушения в гидрологический баланс грунтовых вод.
Промышленные предприятия загрязняют природную среду радиоактивными веществами. Особым видом загрязнения являются шум и вибрация, создаваемые промышленными установками и транспортом.
Снизить уровень антропогенного воздействия на природную среду возможно, если четко соблюдать природоохранное законодательство, вкладывать финансовые средства в развитие отрасли переработки и утилизации отходов производства, совершенствование технологий.
Способность некоторых химических элементов, соединений и биогенных веществ оказывать вредное воздействие на человеческий организм, организмы животных, растений и микроорганизмы называется токсичностью.[3]
Существует классификация токсичных веществ по степени воздействия на человека и животных в зависимости от концентрации. Высокотоксичными или чрезвычайно опасными для всего живого являются вещества первого класса опасности. Для таких веществ установлены минимальные значения присутствия в объектах природной среды, так как они извлекаются принудительно из глубин земной коры и рассеиваются по поверхности планеты в результате деятельности человека. Бериллий, ванадий, кобальт, никель, ртуть, свинец, цинк, хром и их соединения являются высокотоксичными веществами. Подобной опасностью обладают и некоторые другие тяжелые металлы, металлорганические соединения, нефтеотходы, цианистые соединения, пестициды, радиоактивные элементы. Эти вещества имеют способность накапливаться в организмах и двигаться по трофическим цепям.
Сегодня человеком открыто и широко производится огромное количество синтетических веществ, обладающих мощным мутагенным, канцерогенным и эмбриологическим воздействием на живые организмы. Полихлорбифенилы, диоксины, фураны выбрасываются при сжигании в атмосферу, попадают со стоками в водные объекты, а также оседают на почве. Воздействие токсичных веществ не только сказывается на общем ухудшении состояния организма, но и ведет к патологическим нарушениям.
Следует отметить, что все отходы производства и потребления являются опасными и делятся на пять классов опасности.
Другим чрезвычайно опасным загрязнением атмосферного воздуха и вод Мирового океана является радиоактивное загрязнение. Радионуклиды накапливаются в донных осадках, переходя к вершинам трофических пирамид. Радионуклиды попадают в организмы человека и животных и поражают жизненно важные органы, причем такое влияние сказывается и на потомстве. Источниками радиоактивного загрязнения являются все виды испытаний ядерного оружия, выбросы в результате аварий, утечки на объектах, связанных с производством такого вида топлива и уничтожением его отходов. Количество произведенного в мире ядерного оружия и военных кораблей с атомными реакторами достаточно велико и не объяснимо с точки зрения целесообразности. Ведь перспектива войны с применением ядерного оружия имеет только один результат - гибель человечества и невероятный ущерб для всей биосферы.
Повышенные дозы радиации оказывают влияние на генетический аппарат и биологические структуры организмов человека, растений и животных. Такие дозы могут выделиться в результате аварийных ситуаций на объектах, связанных с использованием атомной энергии, либо в случае ядерных взрывов.
Это предприятия, на которых получают ядерное топливо, АЭС, базы ледокольного и подводного атомных флотов, заводы по производству атомных субмарин, судоремонтные заводы, стоянки выведенных из эксплуатации атомных кораблей. Особую опасность представляют хранилища ядерных отходов и предприятия по их переработке. Высокая стоимость технологии служит ограничением переработки отработанного ядерного топлива. Сегодня в Россию ввозятся ядерные отходы многих государств.
Атомные электростанции в настоящее время входят в ряд традиционных источников получения энергии. Использование атомной энергии в мирных целях, безусловно, имеет свои преимущества, оставаясь при этом объектом потенциального риска не только для регионов, где располагаются АЭС.
В XX в. в России произошли две крупные аварии, которые по своему воздействию на окружающую среду и человека носят катастрофический характер.
1957 г. - военное производственное объединение «Маяк»: утечка радиоактивных отходов, сбрасываемых и хранившихся в «бессточном» озере. Это озеро имело фон 120 млн. кюри. Нанесен ущерб водным источникам, лесным и сельскохозяйственным угодьям.
1986 г. - авария на Чернобыльской атомной станции нанесла огромный ущерб не только району ее расположения. Воздушными массами радиоактивное облако было отнесено на достаточно большое расстояние. Вокруг ЧАЭС на многие километры протянулась запретная зона для проживания людей. Но животные и птицы обитают на пораженной территории.
После этой трагедии многие страны стали ограничивать работу своих АЭС, отказываться от строительства новых. Это происходит потому, что никто не может гарантировать экологическую безопасность таких объектов.
Ежегодно происходит в среднем 45 пожаров, 15 утечек радиоактивных материалов на АЭС.
На планете Земля накопилось такое количество ядерного оружия, что его применение неоднократно могло бы уничтожить все живое на ее поверхности. Ядерными державами проводятся наземные, подземные и подводные испытания атомного оружия. Стала обязательной демонстрация мощи государства посредством производства собственного ядерного оружия. В случае возникновения военного конфликта с применением ядерного
оружия может произойти атомная война, последствия которой будут самыми катастрофическими.
Защиты атмосферы
Проблема загрязнения воздуха в городах и общее ухудшение качества атмосферного воздуха вызывает серьезную озабоченность. Для оценки уровня загрязнения атмосферы в 506 городах России создана сеть постов общегосударственной службы наблюдений и контроля за загрязнением атмосферы как части природной среды. На сети определяется содержание в атмосфере вредных различных веществ, поступающих от антропогенных источников выбросов. Наблюдения проводятся сотрудниками местных организаций Госкомгидромета, Госкомэкологии, Госсанэпиднадзора, санитарно-промышленных лабораторий различных предприятий. В некоторых городах наблюдения проводятся одновременно всеми ведомствами. Контроль качества атмосферного воздуха в населенных пунктах организуется в соответствии с ГОСТом 17.2.3.01-86 «Охрана природы. Атмосфера. Правила контроля качества воздуха населенных пунктов», для чего устанавливают три категории постов наблюдений за загрязнением атмосферы: стационарный, маршрутный, передвижной или подфакельный. Стационарные посты предназначены для обеспечения непрерывного контроля за содержанием загрязняющих веществ или регулярного отбора проб воздуха для последующего контроля, для этого в различных районах города устанавливаются стационарные павильоны, оснащенные оборудованием для проведения регулярных наблюдений за уровнем загрязнения атмосферы. Регулярные наблюдения проводятся и на маршрутных постах, с помощью оборудованных для этой цели автомашин. Наблюдения на стационарных и маршрутных постах в различных точках города позволяет следить за уровнем загрязнения атмосферы. В каждом городе проводят определения концентраций основных загрязняющих веществ, т.е. тех, которые выбрасываются в атмосферу почти всеми источниками: пыль, оксиды серы, оксиды азота, оксид углерода и др. Кроме того, измеряются концентрации веществ, наиболее характерных для выбросов предприятий данного города. Для изучения особенностей загрязнения воздуха выбросами отдельных промышленных предприятий проводятся измерения концентраций с подветренной стороны под дымовым факелом, выходящим из труб предприятия на разном расстоянии от него. Подфакельные наблюдения проводятся на автомашине или на стационарных постах. Чтобы детально ознакомиться с особенностями загрязнения воздуха, создаваемого автомобилями, проводятся специальные обследования вблизи магистралей.
Установка периодического действия (с неподвижным слоем адсорбента) отличается конструктивной простотой, но имеет низкие допускаемые скорости газового потока и, следовательно, повышенную металлоемкость и громоздкость. Процесс очистки в таких аппаратах носит периодический характер, т.е. отработанный, потерявший активность поглотитель время от времени заменяют либо регенерируют. Существенным недостатком таких аппаратов являются большие энергетические затраты, связанные с преодолением гидравлического сопротивления слоя адсорбента. Движение адсорбента в плотном слое под действием силы тяжести или в восходящем потоке очищаемого воздуха обеспечивает непрерывность работы установки. Такие методы позволяют более полно, чем при проведении процесса с неподвижным слоем адсорбента, использовать адсорбционную способность сорбента, организовать процесс десорбции, а также упростить условия эксплуатации оборудования. В качестве недостатка этих методов следует отметить значительные потери адсорбента за счет ударов частиц друг о друга и стирания о спинки аппарата.
Методы подбора катализаторов отличаются большим разнообразием, но все они базируются в основном на эмпирических или полуэмпирических способах. Об активности катализаторов судят по количеству продукта, получаемого с единицы объема катализатора, или по скорости каталитических процессов, при которых обеспечивается требуемая степень превращения. В большинстве случаев катализаторами могут быть металлы или их соединения (платина и металлы платинового ряда, оксиды меди и марганца и т.д.). Для осуществления каталитического процесса необходимы незначительные количества катализатора, расположенного таким образом, чтобы обеспечивать максимальную поверхность контакта с газовым потоком.
Список используемой литературы
1. Орлов Д.С. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении: Учеб. пособие для хим., хим.-технол. и биол. Спец. вузов / Д.С.Орлов, Л.К.Садовникова, И.Н.Лозановская. – М.: Высш. шк., - 2002. – 334с.: ил.
2. Источники загрязнения среды обитания. Часть 1. Автотранспортные системы: Уч. пособие / В.И.Коротков, И.П.Степанова, Г.Г.Дреганов, В.В.Анисимов; Под ред. И.П.Степановой. – Комсомольск-на-Амуре: Комсомольский-на-Амуре гос. техн. ун-т, 2001. – 114с.
3. Маглыш С.С. Общая экология: Учеб. Пособие/ - М12 Гродно: ГрГУ, 2001. – 111c/
4. Воронков Н.А. Основы общей экологии: Учебник для студентов высших учебных заведений. Пособие для учителей. - М.: Агар, 1999. - 96 с.
5. http://narod.yandex.ru/100.xhtml?alleng.narod.ru/d/ecol/ecol04.zip
В « алюминиевых городах и других крупных индустриальных центрах патология зубов (изменение эмали зубов) сопровождается изменением всего опорно-двигательного аппарата детей. Загрязнения окружающей среды оказывают воздействие на общее физическое развитие. Так, в Москве вес новорожденных, родившихся у матерей, проживающих в зоне выбросов автозавода им. Лихачева, на 400 г меньше, чем в районе метро Юго-Западная.
В Уфе, Екатеринбурге, Нижнем Новгороде, Самаре наблюдается четкая картина астенизации (у детей первых 3 лет жизни) – узкая грудь, минимизация массы тела при сохранности минимальной нормы роста
Величина риска заболеваний нервной системы в зонах экологического неблагополучия превышает 60%. Ведущее место в структуре причин детской инвалидности занимают поражения центральной нервной системы, болезни мозга (умственная отсталость, психические болезни) – у 30%, болезни нервно-мышечной системы, в том числе церебральный паралич – у 20% от общего числа детей-инвалидов.
Особую опасность представляют выбросы свинца. Даже его малые дозы оказывают существенное влияние на развитие мозга у детей. Такое же влияние оказывает ртуть. Сегодня под свинцовым прессом находится население городов Мончегорск, Норильск, Курск, Ярославль, Москва, Санкт-Петербург, а также регионов Урала, Дальнего Востока, Северной Осетии и др.
Взрослое население страдает заболеваниями печени, почек, легких, широко распространены профессиональные заболевания.
Загрязненная вода вызывает болезни мочевыводящей системы, органов пищеварения.
Продукты питания, загрязненные тяжелыми металлами, пестицидами, ядохимикатами, приводят к заболеваниям бронхиальной астмой, туберкулезом, острыми респираторными инфекциями, болезнями органов пищеварения, к дисфункции мозга.
Международное агентство по учению рака утверждает, что в настоящее время около 50 веществ, применяемых в промышленности, повышают риск заболевания раком, а эпидемиологические исследования показали, что около 100 веществ, с которыми человек соприкасается в условиях производства, также являются канцерогенными.
Примеры, демонстрирующие состояние здоровья детей и взрослых, наглядно подтверждают экологическую опасность для российского населения, страны, угрозу для генофонда. С этим нельзя не считаться, к этому нельзя относиться без тревоги, без принятия мер по устранению причин, ее создавших.
Для ликвидации угрозы технологических катастроф требуется в первую очередь скорейшая организация международной системы технологической безопасности. Но в первую очередь необходимы качественные сдвиги в самом производстве, которые сделали бы его безопасными для природы и человека…
На Западе подвели итоги периода «холодной войны». По некоторым данным, суммарный ущерб от нее превышает ущерб от двух мировых воин, вместе взятых. Именно на этот период пришелся апогей военной деятельности государств планеты, именно в эти годы ядерное оружие стало главным средством противоборства, выполняя функции сдерживания, угрозы возмездия и взаимоуничтожения. Ядерные арсеналы пяти стран мира достигли 60 тыс. ядерных боеголовок. На кораблях и подводных лодках было размещено более 500 ядерных реакторов (60% от общего количества реакторов мира). Под ядерным оружием создавалась промышленность, проводились ядерные и другие испытания (до 2000 воздушных и наземных взрывов). В моря и океаны сбрасывались высокотоксичные радиоактивные отходы (на дне океана покоятся также 5 затонувших атомных подводных лодок, 7 реакторов и ядерные боеприпасы). Следствием научно-технического прогресса, развития технологии военных и базовых отраслей промышленности стало образование нового класса экономических и военных объектов – экологически опасных. Основная их часть к тому же расположена в портово-промышленных зонах городов, городах-портах, что резко увеличивает их потенциальную опасность. В случае аварии экологически опасных объектов появляются вторичные поражающие факторы в виде пожаров, взрывов, затоплений, зон химического или радиоактивного заражения[2].
За годы «холодной войны» накапливалось химическое и бактериологическое оружие. Заключенные Россией международные договоры по сокращению, уничтожению ядерного оружия требуют больших затрат на разработку технологий и обеспечению безопасности при их утилизации, и это представляет угрозу для жизни людей и всего природного комплекса.
Технологический кризис порождает экологический.
Экологический кризис. Грозная опасность для существования человека на Земле – экологический кризис. Он является глобальной проблемой, которую Н.В.Тимофеев-Ресовский обозначил как проблему «биосфера-человечество». Эта проблема порождена теми острейшими противоречиями, которые на фоне неудержимого, но сугубо технократического прогресса, несбалансированного с объективными параметрами и восстановительными возможностями биосферы (нашего единственного и общего дома), постоянно продуцируются ненормальными, противоестественными взаимоотношениями общества и природы. Угроза для биосферы исходит от всей совокупности человеческой деятельности, осуществляемой за пределами естественных компенсаторных и восстановительных возможностей, составляющих ее экосистем различного уровня и их компонентов. В результате система «биосфера – человечество» все более приходит в разбалансированное состояние, угрожающее и самой системе и ее составляющим, способствуя уничтожению современной земной биосферы, разрушению здоровья, духовности человека. Решение проблемы – в восстановлении баланса, что представляет собой чрезвычайно сложную, беспрецедентную в глобальном отношении задачу, пока еще практически не осознанную человечеством. Чем раньше человечество осознает ее, тем вероятнее будет его выживание на Земле.
Экологотехногенная обстановка постоянно ухудшается и в России. Одна из основных причин: приближается к катастрофическому состоянию большая часть основных производственных фондов страны, безнадежно устаревших и лишенных к тому же нормального технического обслуживания. Сказывается также и то, что потенциально опасные народнохозяйственные объекты атомного, энергетического, химического. Транспортного, металлургического, машиностроительного, оборонного и строительных комплексов создавались и эксплуатировались без должного учета всех составляющих экологической и технологической безопасности, условий и возможностей защиты человека, населения, объектов, территорий и среды обитания от техногенных и природных аварий и катастроф. В широком масштабе использовались экологически несовершенные технологии в промышленности, сельском хозяйстве, энергетике, на транспорте.
Вследствие неразберихи, развала, коррупции, появления мафиозных структур, нечестного предпринимательства, массы новых природопользователей, практически никем не регулируемые, «пошел процесс» разворовывания природных богатств, хищнического истребления природы. Вполне очевидной даже для такой богатой страны, как Россия, стала проблема истощения природных ресурсов. Экологическая опасность препятствует выходу России из социально-экономического кризиса, ее возрождению, порождает рост социальной напряженности.
Экологические последствия радиоактивных осадков. Экологические последствия загрязнений, вызванных атомной промышленностью
Любая производственная деятельность человека оказывает негативное влияние на окружающую природную среду, ее ресурсы и процессы. Промышленные предприятия подразделяют на добывающие и перерабатывающие. Последние делят на тяжелую и легкую промышленность.
Высоким уровнем антропогенного воздействия на природную среду характеризуются предприятия по добыче полезных ископаемых, предприятия черной и цветной металлургии, химической и нефтеперерабатывающей промышленности, целлюлозно-бумажные комбинаты, все виды электростанций, транспорт.
Проблемы всех промышленных предприятий - образование большого количества отходов:
1) выбросов в атмосферный воздух;
2) сточных вод и твердых отходов производства.
Сокращение площадей лесов, саванн, степей в связи с бурным строительством городов, крупных промышленных предприятий и автомагистралей влечет за собой уменьшение поступления кислорода в атмосферу. Ежегодно в атмосферу попадают миллионы тонн диоксида серы, сероводорода, диоксида азота, углеводородов, озона, аммиака, оксида углерода и пыли. Транспортные средства с выхлопными газами выбрасывают свинец и его соединения.
Добывающими и перерабатывающими предприятиями для промышленных целей используется большое количество воды. Такое обстоятельство влечет за собой образование сточных вод, загрязненных самыми разными веществами, попадание которых в водные объекты чревато губительными последствиями для их обитателей. В поверхностные воды сбрасываются нефтепродукты, соединения меди, железа, цинка, ПАВ, фосфор, фенол, аммонийный и нитритный азот. Очень часто эти и другие вредные вещества оказываются в составе подземных вод, куда они просачиваются с мест захоронения отходов производства и сельского хозяйства.
Разработка крупных месторождений полезных ископаемых, а также добыча строительных материалов разрушают естественные природные ландшафты, уничтожают почвенный покров, вносят нарушения в гидрологический баланс грунтовых вод.
Промышленные предприятия загрязняют природную среду радиоактивными веществами. Особым видом загрязнения являются шум и вибрация, создаваемые промышленными установками и транспортом.
Снизить уровень антропогенного воздействия на природную среду возможно, если четко соблюдать природоохранное законодательство, вкладывать финансовые средства в развитие отрасли переработки и утилизации отходов производства, совершенствование технологий.
Способность некоторых химических элементов, соединений и биогенных веществ оказывать вредное воздействие на человеческий организм, организмы животных, растений и микроорганизмы называется токсичностью.[3]
Существует классификация токсичных веществ по степени воздействия на человека и животных в зависимости от концентрации. Высокотоксичными или чрезвычайно опасными для всего живого являются вещества первого класса опасности. Для таких веществ установлены минимальные значения присутствия в объектах природной среды, так как они извлекаются принудительно из глубин земной коры и рассеиваются по поверхности планеты в результате деятельности человека. Бериллий, ванадий, кобальт, никель, ртуть, свинец, цинк, хром и их соединения являются высокотоксичными веществами. Подобной опасностью обладают и некоторые другие тяжелые металлы, металлорганические соединения, нефтеотходы, цианистые соединения, пестициды, радиоактивные элементы. Эти вещества имеют способность накапливаться в организмах и двигаться по трофическим цепям.
Сегодня человеком открыто и широко производится огромное количество синтетических веществ, обладающих мощным мутагенным, канцерогенным и эмбриологическим воздействием на живые организмы. Полихлорбифенилы, диоксины, фураны выбрасываются при сжигании в атмосферу, попадают со стоками в водные объекты, а также оседают на почве. Воздействие токсичных веществ не только сказывается на общем ухудшении состояния организма, но и ведет к патологическим нарушениям.
Следует отметить, что все отходы производства и потребления являются опасными и делятся на пять классов опасности.
Другим чрезвычайно опасным загрязнением атмосферного воздуха и вод Мирового океана является радиоактивное загрязнение. Радионуклиды накапливаются в донных осадках, переходя к вершинам трофических пирамид. Радионуклиды попадают в организмы человека и животных и поражают жизненно важные органы, причем такое влияние сказывается и на потомстве. Источниками радиоактивного загрязнения являются все виды испытаний ядерного оружия, выбросы в результате аварий, утечки на объектах, связанных с производством такого вида топлива и уничтожением его отходов. Количество произведенного в мире ядерного оружия и военных кораблей с атомными реакторами достаточно велико и не объяснимо с точки зрения целесообразности. Ведь перспектива войны с применением ядерного оружия имеет только один результат - гибель человечества и невероятный ущерб для всей биосферы.
Повышенные дозы радиации оказывают влияние на генетический аппарат и биологические структуры организмов человека, растений и животных. Такие дозы могут выделиться в результате аварийных ситуаций на объектах, связанных с использованием атомной энергии, либо в случае ядерных взрывов.
Это предприятия, на которых получают ядерное топливо, АЭС, базы ледокольного и подводного атомных флотов, заводы по производству атомных субмарин, судоремонтные заводы, стоянки выведенных из эксплуатации атомных кораблей. Особую опасность представляют хранилища ядерных отходов и предприятия по их переработке. Высокая стоимость технологии служит ограничением переработки отработанного ядерного топлива. Сегодня в Россию ввозятся ядерные отходы многих государств.
Атомные электростанции в настоящее время входят в ряд традиционных источников получения энергии. Использование атомной энергии в мирных целях, безусловно, имеет свои преимущества, оставаясь при этом объектом потенциального риска не только для регионов, где располагаются АЭС.
В XX в. в России произошли две крупные аварии, которые по своему воздействию на окружающую среду и человека носят катастрофический характер.
1957 г. - военное производственное объединение «Маяк»: утечка радиоактивных отходов, сбрасываемых и хранившихся в «бессточном» озере. Это озеро имело фон 120 млн. кюри. Нанесен ущерб водным источникам, лесным и сельскохозяйственным угодьям.
1986 г. - авария на Чернобыльской атомной станции нанесла огромный ущерб не только району ее расположения. Воздушными массами радиоактивное облако было отнесено на достаточно большое расстояние. Вокруг ЧАЭС на многие километры протянулась запретная зона для проживания людей. Но животные и птицы обитают на пораженной территории.
После этой трагедии многие страны стали ограничивать работу своих АЭС, отказываться от строительства новых. Это происходит потому, что никто не может гарантировать экологическую безопасность таких объектов.
Ежегодно происходит в среднем 45 пожаров, 15 утечек радиоактивных материалов на АЭС.
На планете Земля накопилось такое количество ядерного оружия, что его применение неоднократно могло бы уничтожить все живое на ее поверхности. Ядерными державами проводятся наземные, подземные и подводные испытания атомного оружия. Стала обязательной демонстрация мощи государства посредством производства собственного ядерного оружия. В случае возникновения военного конфликта с применением ядерного
оружия может произойти атомная война, последствия которой будут самыми катастрофическими.
Защиты атмосферы
Проблема загрязнения воздуха в городах и общее ухудшение качества атмосферного воздуха вызывает серьезную озабоченность. Для оценки уровня загрязнения атмосферы в 506 городах России создана сеть постов общегосударственной службы наблюдений и контроля за загрязнением атмосферы как части природной среды. На сети определяется содержание в атмосфере вредных различных веществ, поступающих от антропогенных источников выбросов. Наблюдения проводятся сотрудниками местных организаций Госкомгидромета, Госкомэкологии, Госсанэпиднадзора, санитарно-промышленных лабораторий различных предприятий. В некоторых городах наблюдения проводятся одновременно всеми ведомствами. Контроль качества атмосферного воздуха в населенных пунктах организуется в соответствии с ГОСТом 17.2.3.01-86 «Охрана природы. Атмосфера. Правила контроля качества воздуха населенных пунктов», для чего устанавливают три категории постов наблюдений за загрязнением атмосферы: стационарный, маршрутный, передвижной или подфакельный. Стационарные посты предназначены для обеспечения непрерывного контроля за содержанием загрязняющих веществ или регулярного отбора проб воздуха для последующего контроля, для этого в различных районах города устанавливаются стационарные павильоны, оснащенные оборудованием для проведения регулярных наблюдений за уровнем загрязнения атмосферы. Регулярные наблюдения проводятся и на маршрутных постах, с помощью оборудованных для этой цели автомашин. Наблюдения на стационарных и маршрутных постах в различных точках города позволяет следить за уровнем загрязнения атмосферы. В каждом городе проводят определения концентраций основных загрязняющих веществ, т.е. тех, которые выбрасываются в атмосферу почти всеми источниками: пыль, оксиды серы, оксиды азота, оксид углерода и др. Кроме того, измеряются концентрации веществ, наиболее характерных для выбросов предприятий данного города. Для изучения особенностей загрязнения воздуха выбросами отдельных промышленных предприятий проводятся измерения концентраций с подветренной стороны под дымовым факелом, выходящим из труб предприятия на разном расстоянии от него. Подфакельные наблюдения проводятся на автомашине или на стационарных постах. Чтобы детально ознакомиться с особенностями загрязнения воздуха, создаваемого автомобилями, проводятся специальные обследования вблизи магистралей.
Установка периодического действия (с неподвижным слоем адсорбента) отличается конструктивной простотой, но имеет низкие допускаемые скорости газового потока и, следовательно, повышенную металлоемкость и громоздкость. Процесс очистки в таких аппаратах носит периодический характер, т.е. отработанный, потерявший активность поглотитель время от времени заменяют либо регенерируют. Существенным недостатком таких аппаратов являются большие энергетические затраты, связанные с преодолением гидравлического сопротивления слоя адсорбента. Движение адсорбента в плотном слое под действием силы тяжести или в восходящем потоке очищаемого воздуха обеспечивает непрерывность работы установки. Такие методы позволяют более полно, чем при проведении процесса с неподвижным слоем адсорбента, использовать адсорбционную способность сорбента, организовать процесс десорбции, а также упростить условия эксплуатации оборудования. В качестве недостатка этих методов следует отметить значительные потери адсорбента за счет ударов частиц друг о друга и стирания о спинки аппарата.
Методы подбора катализаторов отличаются большим разнообразием, но все они базируются в основном на эмпирических или полуэмпирических способах. Об активности катализаторов судят по количеству продукта, получаемого с единицы объема катализатора, или по скорости каталитических процессов, при которых обеспечивается требуемая степень превращения. В большинстве случаев катализаторами могут быть металлы или их соединения (платина и металлы платинового ряда, оксиды меди и марганца и т.д.). Для осуществления каталитического процесса необходимы незначительные количества катализатора, расположенного таким образом, чтобы обеспечивать максимальную поверхность контакта с газовым потоком.
Список используемой литературы
1. Орлов Д.С. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении: Учеб. пособие для хим., хим.-технол. и биол. Спец. вузов / Д.С.Орлов, Л.К.Садовникова, И.Н.Лозановская. – М.: Высш. шк., - 2002. – 334с.: ил.
2. Источники загрязнения среды обитания. Часть 1. Автотранспортные системы: Уч. пособие / В.И.Коротков, И.П.Степанова, Г.Г.Дреганов, В.В.Анисимов; Под ред. И.П.Степановой. – Комсомольск-на-Амуре: Комсомольский-на-Амуре гос. техн. ун-т, 2001. – 114с.
3. Маглыш С.С. Общая экология: Учеб. Пособие/ - М12 Гродно: ГрГУ, 2001. – 111c/
4. Воронков Н.А. Основы общей экологии: Учебник для студентов высших учебных заведений. Пособие для учителей. - М.: Агар, 1999. - 96 с.
5. http://narod.yandex.ru/100.xhtml?alleng.narod.ru/d/ecol/ecol04.zip
[1] http://narod.yandex.ru/100.xhtml?alleng.narod.ru/d/ecol/ecol04.zip
[2] Маглыш С.С. Общая экология: Учеб. Пособие/ - М12 Гродно: ГрГУ, 2001. – 111c/
[3] Источники загрязнения среды обитания. Часть 1. Автотранспортные системы: Уч. пособие / В.И.Коротков, И.П.Степанова, Г.Г.Дреганов, В.В.Анисимов; Под ред. И.П.Степановой. – Комсомольск-на-Амуре: Комсомольский-на-Амуре гос. техн. ун-т, 2001. – 114с.
