Автор: Пользователь скрыл имя, 10 Апреля 2011 в 15:47, курс лекций
В настоящее время общепризнана необходимость экологизации знаний, экологи¬ческого стиля мышления, освобождения мышления студента от одностороннего, техноло¬гически экономократического понимания мира. Антропогенный пресс на биосферу уже привёл к нарушению равновесия в природных системах, оказал негативное влияние на здоровье человека. Учитывая сложность биологической материи и её организации, спо¬собность к самовосстановлению, есть надежда, что человечество выработает стратегию сохранения природы и своего выживания на планете.
В то же время на Земле существует всего четыре основные среды обитания: водная, наземно-воздушная, почвенная и среда, образуемая самими живыми организмами.
В водной среде большое значение имеют такие факторы, как плотность воды, солевой режим, содержание кислорода, органического вещества.
Наземно-воздушная среда, освоенная организмами позже водной, более сложна и требует более высокого уровня организации живого. Здесь наиболее важны такие факторы, как температура, содержание кислорода, влажность, барометрическое давление и солнечный свет.
Почвенная среда-среда обитания корней растений и многообразного мира как макро-, мезо-, так и микроорганизмов. Основные факторы, определяющие эту среду, - влажность, газовый состав, структура, кислотность и наличие токсичных соединений.
Живые организмы являются средой обитания для паразитов. Важными свойствами этой среды для ее обитателей являются постоянный состав, практически неограниченное количество пищи. Отрицательными факторами для них являются сопротивление организма за счет устойчивой иммунной системы, искусственные химические соединения - лекарства и т. д.
Степень приспособляемости характеризуется экологической валентностью. Количественно она выражается диапазоном изменений среды, в пределах которого данный вид сохраняет нормальную жизнедеятельность. Виды с низкой экологической валентностью, способные выносить лишь ограниченные изменения экологических факторов, называют стенотопными (stenos - узкий, topos - место), или стенобионтами. Виды с широкой экологической валентностью, способные заселять различные местообитания и переносить широкую амплитуду колебаний экологических факторов, называют эвритопными (ewrys - широкий) или эврибионтами.
В экологии все виды веществ делят на природные, живые, биогенные, косные, биокосные, органические, биологически активные, антропогенные и вредные.
Природное вещество - это любое химическое соединение или элемент, возникающие в ходе естественных химических реакций и физических процессов, естественно входящие в природный круговорот веществ (озон и другие газы, соли и т.д.).
Живое вещество - это совокупность тел живых организмов, населяющих Землю. Общий вес живого вещества оценивается в 2,4 - 3,6 ´ 10 12 т (в сухом весе).
Биогенное вещество - это химическое соединение, возникшее в результате жизнедеятельности организмов или необходимое для поддержания их жизни (например, углекислый газ, кислород).
Косное вещество - это вещество, которое образуется без участия живого вещества (изверженные горные породы).
Биокосное вещество - одновременно создаваемое живыми организмами и косными процессами. Примером биокосного вещества является почва.
Органическое вещество обычно представляет собой сложное соединение углерода с другими химическими соединениями.
Биологически активное вещество - любое вещество, которое стимулирует или подавляет процессы жизнедеятельности. Это натуральные растительные и животные гормоны, синтетические ингибиторы роста, пестициды и др.
В связи с загрязнением окружающей среды продуктами отхода хозяйственной деятельности различают антропогенное и вредное вещества. Антропогенным веществом называются химические соединения, которые включены в земные сферы вследствие деятельности человека. Различают вещества, входящие в естественный круговорот, и искусственные соединения, чуждые природе. Особую опасность для окружающей среды имеют искусственные соединения, так как антропогенные вещества, входящие в естественный круговорот, рано или поздно утилизируются (усваиваются) в экосистемах, а искусственные - очень медленно разрушаются живыми организмами и абиотическими агентами (например, пластмассы). Выброшенные в окружающую природу, они способствуют накопительному загрязнению. Так, период разложения пластмассы составляет 400 лет.
Особое место в экологии отводится вредным веществам, то есть химическим соединениям, которые при контакте с организмом человека вызывают отклонения в состоянии здоровья, нарушения в росте, развитии, а также способны повлиять на эти показатели со временем, в том числе в цепи поколений.
Все вещества на нашей планете находятся в процессе круговорота два: большого (геологического) и малого (биотического). Для примера большого круговорота приведем несколько данных по круговороту воды. Так, с континента в год испаряется 42 г/см2 воды, круговорот диоксида углерода. В круговороте СО2 атмосферный фонд очень невелик в сравнении с запасами углерода в океанах, ископаемом топливе и других резервуарах земной коры. Полагают, что до наступления индустриальной эры потоки углерода между атмосферой, материками и океаном были сбалансированы. Но за последние сто лет содержание СО2 в атмосфере постоянно растет в результате новых антропогенных поступлений: сжигания горючих ископаемых, сведения лесов, сельскохозяйственного производства. Последнее вносит значительный вклад в поступление СО2 в атмосферу из-за частой распашки почвы, внесения в нее химикатов, что приводит к разрушению органического вещества - гумуса. Количество высвобождающегося при этом диоксида углерода превышает фиксацию его сельскохозяйственными растениями. потепление климата Земли. окись углерода (СО) и метан (CH4), Круговорот свободного кислорода
Круговоротом свободного О2 в природе называется процесс его образования в результате фотосинтеза растений и потребления в ходе дыхания, реакций окисления, в том числе при сжигании топлива и других химических преобразований. Ежегодное потребление О2 на сжигание нарушении экологического равновесия в биосфере, вероятно, в результате антропогенного воздействия, т.к. во многих промышленных странах при сгорании топлива расходуется О2 больше, чем его выделяют растения при
Круговорот азота в природе Для окружающей среды наибольшую опасность представляет диоксид азота – NO2 - токсичное вещество бурого цвета с удушливым запахом. NO2 взаимодействует с водой, образуя азотную кислоту: 3NO2 + Н2О =2HNO3 + NO, что является причиной образования кислотных дождей. Соли азотной кислоты называются нитратами Азот атмосферы вовлекается в биогенный круговорот двумя путями: путем растворения разных оксидов ( NOx) в дождевой воде и внесения их таким образом в почву, воду и океан; путем биологической фиксации азота клубеньковыми бактериями и другими азотфиксаторами.
Круговорот серы. Сера встречается в природе как в свободном состоянии - сера самородная, так и в виде соединений сульфидов - солей Так, оксиды серы SO2 и SO3 образуются в процессах сжигания топлива в котельных установках, затем вместе с дымовыми газами выбрасываются в атмосферу и являются загрязнителями окружающей среды и источником образования кислых дождей. Биологический круговорот серы начинается с автотрофных растений, которые получают ее из почвы в виде сульфатов и переводят в органические соединения. Животные (и человек) усваивают серу уже в виде органических веществ.
Большую роль в круговороте серы в природе играют микроорганизмы - десульфурирующие и серобактерии, которые используют в качестве источника питания оксиды серы. Поэтому так необходимо сохранять видовое
Основные составляющие окружающей среды - воздушная и водная среда, животный и растительный мир, почвы, недра, климатическая и акустическая среда. В настоящее время в среду обитания и производственной деятельности входит околоземное космическое пространство.
Социально-политический аспект проблемы охраны окружающей среды связан с решением проблемы охраны природы в масштабах всего человечества независимо от наличия разных политических систем.
Правовой аспект устанавливает правовую основу охраны окружающей среды, т.е. установленную законом систему мер, направленных на охрану окружающей среды и рациональное использование, восстановление и умножение природных богатств.
Социально-гигиенический аспект охраны окружающей среды отражает принципы приоритета в охране здоровья и сохранения благоприятных гигиенических условий жизни населения. Мероприятия по оздоровлению окружающей среды предполагают разработку количественных санитарно-гигиенических показателей состояния качества окружающей
Технико-технологический аспект охраны природы предполагает организацию производства по принципу безотходности.
Эколого-экономический аспект экономический рост и повышение благосостояния людей сочетались бы не только с сохранением, но и непрерывным улучшением всей окружающей среды.
Под качеством окружающей среды понимают такое состояние ее системы при котором обмен веществ и энергии между природой и человеком не изменяет нормального воспроизведения жизни.
Нормирование качества природной среды означает установление показателей (нормативов) предельно допустимых воздействий
В основу нормативов качества положены три показателя:
предельно допустимая концентрация (ПДК) - количество вредного вещества в окружающей среде, которое при постоянном (или временном) контакте за определенный промежуток времени практически не влияет на здоровье человека и состояние его потомства.
предельно допустимые выбросы (ПДВ) и предельно допустимые сбросы (ПДС). Эти нормативы призваны установить источник вредного воздействия и регулировать его интенсивность. Под выбросом понимают поступление загрязнений от соответствующего источника в атмосферу, а под сбросом - проникновение веществ из сточных вод в водоем.
Проекты нормативов выбросов и сбросов загрязняющих веществ разрабатывают предприятия с учетом состояния окружающей среды в данной местности и согласовывают с органами Минприроды РФ.
Третья группа - временно согласованные выбросы (ВСВ) и сбросы (ВСС). Их устанавливают в том случае, если по экономическим и техническим причинам невозможно обеспечить выполнение нормативов ПДВ (ПДС).
усиления эффекта токсического влияния при взаимодействии веществ, имеющих индивидуальные значения концентраций на уровне предельно допустимых и ниже. Это так называемый эффект суммации (аддитивности), или синергизма, т.е. когда комбинированное действие нескольких веществ превышает действие, оказываемое каждым компонентом в отдельности.
предельно допустимые нагрузки на природную среду (ПДН), определяющие размеры антропогенного воздействия на природные комплексы, не приводящие к нарушению экологических функций природной среды. Для установления ПДН требуются определения емкости природной среды, т.е. потенциальные способности принять антропогенную нагрузку без нарушения экологической функции.
Мониторинг - это интегральная оценка качества окружающей среды, полученная на основе создания системы слежения (наблюдения) за ее состоянием, а также разработка рекомендаций по регулированию качества среды и предупреждению о критических ситуациях
Мониторинг подразделяют на глобальный, базовый (фоновый), региональный и импактный. Глобальный мониторинг - это система наблюдения за общебиосферными явлениями всей планеты. Базовый мониторинг - это слежение в основном за природными явлениями без наложения на них региональных антропогенных воздействий.
Региональный мониторинг включает контроль за процессами и явлениями в пределах региона, где имеются отличия параметров состояния окружающей среды от базового фона в результате антропогенных воздействий.
Импактный мониторинг - наблюдение за региональными и локальными антропогенными воздействиями в особо опасных местах и зонах.
Здоровье - состояние полного физического, духовного и социального благополучия.
К природным факторам, оказывающим воздействие на здоровье человека, относят физические, геохимические и биологические
К социальным факторам, оказывающим влияние на здоровье человека, относят условия труда, быт, информацию.