Основы экологии. Законы биосферы

Автомобильный бензин и соляровое масло даже в малых  концентрациях – 0,01 мг/л - делают воду непригодной для питья, точнее 1 мг этих веществ при поступлении  в водоем делает непригодным 10 л  воды.

Нефтепродукты, попадая в водоем, создают плавающую по поверхности  воды пленку, а также смесь смоляных частиц в эмульгированой и растворенной формах. Установлено, что всего одна капля нефти растекается на поверхности  в пленку площадью около 25 м2, а одна тонна нефти покрывает более 500 га поверхности водоема, что препятствует газообмену, в том числе поглощению водой кислорода. Отсутствие же аэрации, создающее дефицит кислорода, угнетает многие водные организмы и может  оказаться пагубным для жизни  водоемов.

.

Особенностью коммунальных сточных  вод является их бактериальное загрязнение, при котором в 1 мм3 воды могут содержаться десятки миллионов болезнетворных бактерий. Природная вода, загрязненная такими сбросами, совершенно непригодна для водоснабжения населения. Она содержит бактерии и вирусы, возбудители опасных болезней, которые способствуют вспышкам различных инфекционных заболеваний, таких, как холера, дизентерия, паротит, инфекционный вирусный гепатит, туляремия и др.

С бытовыми сточными водами могут поступить в природные  водоемы и синтетические моющие средства. Так, в стоках крупных механизированных прачечных ПАВ содержится от 200 мг/л  и выше. Потребление ПАВ на одного жителя составляет 3,5 г в сутки. При  потреблении воды в пределах 150-350 л на человека в сутки среднерасчетная  концентрация ПАВ в коммунальных стоках составляет 7,1-20 мг/л. Но кроме  ПАВ в сточных водах имеются  различные ингредиенты синтетических  моющих средств, среди которых преобладают  триподифосфат натрия, кальцинированная сода, силикат натрия, оптические отбеливатели, алкилодамиды, сульфат натрия, отдушки  парфюмерные и другие вещества. Определенное значение имеют также ливневые стоки, при затяжных дождях объем их может  превышать бытовые, а загрязнение  поверхности промышленных площадок, завалы мусором и химическими  отходами значительно повысят загрязнение  водоемов.

Тепловые загрязнения  связаны в основном с отводом  водо-, теплоносителей в технологических  процессах промышленности, а также  систем энергопроизводителей и энергопотребителей в природные водоемы. Поступление  термальных вод, например, с атомных  электростанций, металлургических заводов, дает разницу температуры в водоемах до 30°С, что уменьшает содержание кислорода в воде, затрудняет нормальный газообмен, стимулирует вспышки  цветения водорослей, повышает токсичность  ядовитых веществ, нарушая биологическое  равновесие.

Опасным источником загрязнения водоемов становится сельское хозяйство.

Воды с сельскохозяйственных полей могут содержать синтетические  моющие средства, различные химические соединения для борьбы с вредными насекомыми, сорными травами, грибками. Характерно, что за два десятилетия  производство и использование минеральных  удобрений и средств защиты растений в нашей стране выросло более  чем в 18 раз. Такое увеличение количества ядохимикатов, предназначенных для  уничтожения насекомых и сорняков и способствующих росту урожайности  сельскохозяйственных культур, вполне понятно. Действительно, применение пестицидов (инсектицидов, гербицидов, фунгицидов), химических веществ, обладающих токсическими свойствами по отношению к тем  или иным живым организмам, в последние  десятилетия позволило не только увеличить производство сельскохозяйственной продукции, но также предотвратить  такие опасные для человека заболевания, как малярия и тиф. Однако, попадая  в природные водоемы (при неправильном их применении) в значительных дозах, пестициды, особенно органохлористые (ДДТ и более ядовитые – дилдрин  и эндрин), на протяжении многих месяцев  не поддаются биологическому распаду, накапливаются в живых организмах планктона, рыб, переходя по пищевой  цепочке в организм человека.

   Наиболее опасными загрязнителями Мирового океана, так же как для человека и всего живого на планете, со второй половины ХХ в. становятся радиоактивные вещества. В 1954 г. в Тихом океане после взрыва водородной бомбы, произведенного США, огромная площадь акватории в 25600 км2 получила смертоносное излучение. Течения в океане способствовали увеличению площади заражения за несколько месяцев до 2,5 млн. км2.

Растения и биологические  объекты кумулируют в себе радиоактивные  вещества, которые затем передаются другим организмам по цепи питания. Кумуляция, т.е. накопление радиоактивных веществ, происходит настолько активно, что  радиоактивность некоторых планктонных  организмом может в 1000 раз превышать  радиоактивность воды, а для некоторых  видов рыб – до 50 тыс. раз. Эти  заражения могут непредвиденно  расширять свои границы. Животные, зараженные радиоактивными веществами, переносят  загрязнения на огромные расстояния от источника излучения (например, птицы, залетающие далеко, рыбы, заплывающие  на большие расстояния и т.п.).. 

 
            Значение растительных ресурсов  для биосферы и человека.

 

Автор современного учения о биосфере выдающийся русский ученый В. И. Вернадский в один из  очерков своей книги "Биосфера".  начинает такими словами: "Своеобразным, единственным в своем  роде, отличным и неповторимым в  других небесных телах представляется нам лик Земли - ее изображение  в космосе, вырисовывающееся извне, со стороны, из дали бесконечных, небесных пространств. В лике Земли проявляется  поверхность нашей планеты - ее биосфера, ее наружная область, отграничивающая  ее от космической среды". По В. И. Вернадскому, биосфера - земная оболочка, многие свойства которой в значительной мере зависят от наличия и деятельности живых организмов живого вещества. Биомасса Земли составляет около 2000 млрд т сухого вещества. Величина огромная, но в сравнении с массой земной коры совсем небольшая - менее одной  стотысячной доли 
Жизнь на нашей планете воплощается во множестве форм, но весь органический мир един. Все формы проявления жизни связаны сложными взаимоотношениями в единый комплекс. Она пронизывает каждую из оболочек Земли, образуя аэробиосферу, населенную аэробионтами, субстратом жизни которых служат водяные капельки (влага атмосферы), а условием питания - солнечная энергия и аэрозоли; гидробиосферу - весь глобальный мир воды, населенный гидробионтами, и геобиосферу - обитель геобионтов, субстратом, а отчасти и средой жизни для которых служит земная твердь. Живые существа определили современный химический состав, физические свойства воздуха, воды, почвы. Следовательно, биосфера, с одной стороны, среда жизни, с другой - результат жизнедеятельности.  
Специфика биосферы в том, что в ней все время поддерживаются биогенный, связанный с деятельностью живых существ круговорот веществ и четко направленные потоки энергии. Подобного пока не найдено в поверхностных оболочках других планет. В биотическом круговороте соединены три экологические категории - продуценты, консументы и редуценты, или деструкторы. Первые - автотрофные организмы, зеленые растения, способные с помощью лучистой энергии солнца создавать органическое вещество из простых неорганических. Консументы (потребители) сами не могут строить органическое вещество из неорганического, но используют его, питаясь другими организмами - растениями или животными. В своих телах они преобразуют органические вещества в специфические формы белков и других веществ, а в окружающую среду в процессе жизнедеятельности выделяют отходы. Это преимущественно животные. Редуценты (в основном бактерии и грибы) питаются мертвой органической массой и в процессе обмена разлагают ее до неорганических составляющих, которые снова могут быть вовлечены в круговорот веществ продуцентами. Так образуется постоянство, устойчивость биологического круговорота, причем разные формы жизни, влияя на окружающую среду, строят ее химизм, рельеф, изменяют микроклиматические условия. Особенно велика роль растений, ведь именно они являются продуцентами и редуцентами, дают пищу животным и человеку, очищают планету от мертвых органических остатков.  
Постепенно общие представления о сфере жизни обрели твердые научно выверенные грани нового учения о мироздании вокруг нас, о взаимодействии и динамическом равновесии в нем вещества и энергии, живого и неживого, о том, как живое вещество, не превышая по весу и десятых долей про цента биосферы, превращается в самую внушительную геологическую силу, непрестанно творящую и преобразующую лик планеты. По подсчетам В. И. Вернадского, всего лишь за один час через живые организмы, входящие в состав биосферы, проходит масса атомов, равновеликая всей земной коре. Круговорот веществ в природе, аккумуляция определенных элементов и трансформация энергии осуществляются в огромной степени за счет живого вещества. Без жизнедеятельности организмов не возникла бы почва, вода морей и океанов имела бы другие свойства и по-иному взаимодействовала с сушей и воздухом, другим был бы состав атмосферы.  
Решающее значение в создании и преобразовании биосферы имело появление на Земле растительных организмов, содержащих молекулы хлорофилла, состоящие в основном из углерода, водорода, магния и азота (близок к гемоглобину крови). Благодаря высшим растениям, водорослям и некоторым бактериям, содержащим в своем составе хлорофилл, на Земле бурно развиваются различные формы жизни, идет активный обмен веществ между живым и неживым миром; одновременно происходит усиленное разрушение (выветривание) горных пород, образование почвенного покрова. Только зеленые растительные организмы способны улавливать энергию солнечного света, направляя его на осуществление реакций фотосинтеза, в результате которого из воды и углекислого газа создается органическое вещество - первооснова существования и развития животного мира - и выделяется свободный кислород, необходимый для дыхания.  
О роли взаимосвязи зеленого листа растения и солнечной энергии образно сказал К. А. Тимирязев: "Сельский хозяин сжигает лес, стравливает луг, продает хлеб, и они снова возвращаются к нему в виде воздуха, который при содействии солнечного луча вновь принимает форму леса, луга, хлеба. При содействии растения он превращает не имеющие цены воздух и свет в ценности".  
Зеленые растения накопили в недрах Земли и на ее поверхности в прошлом такие ресурсы, как каменный уголь, торф, сапропель, нефть, горючие газы, сланцы, почвенный гумус, с их жизнедеятельностью связано перемещение химических элементов и их соединений из нижних слоев Земли в верхние горизонты, насыщение атмосферы фитонцидами, формирование естественных ландшафтов и др. В настоящее время зеленые растения суши и воды и фитопланктон Мирового океана являются единственными природными лабораториями по выработке органического вещества и регуляции количества кислорода и углекислого газа в атмосфере. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Источники: 

http://5fan.ru/wievjob.php?id=18813

http://ru.wikipedia.org/wiki/

http://nature-man.ru/

http://mse-online.ru

http://works.tarefer.ru

hhttp://www.valleyflora.ru/56.htmlttp://www.pskov.ellink.ru/geo/earth/index.html

 

http://ekologyprom.ru/

1. Д.П. Никитин, Ю.В. Новиков  «Окружающая среда и человек», издательство

      «Высшая школа», 1986 г.

   2. А.И. Воронцов, Н.Г. Николаевская  «Вопросы экологии и охраны  окружающей

      среды», Москва, 1986 г.

   3. А.И. Воронцов, Е.А. Щетинский,  И.Д. Никодимов «Охрана природы», Москва

      ВО «АГРОПРОМИЗДАТ», 1989 г.

   4. В.Ф. Протасов «Экология,  здоровье и охрана окружающей  среды в России»

   5. Ю. Одум «Экология» в  2-х томах

   6. Ю. Одум «Основы экологии»

   7. Г.В. Добровольский «Почва. Город. Экология», Москва, 1997 г.

   8. М.Бигон, Дж.Харпер, К.Таунсенд  «Экология особи популяции и  сообщества»

      в 2-х томах,  Изд-во «Мир»,1989

   9. Г.В. Стадницкий «Экология», Санкт-Петербург Химиздат, 1999 г.

   10. Т.А.Демина «Экология,  природопользование, охрана окружающей  среды»,

   Изд-во Аспект-пресс Москва, 1995 г.

   11. А.А.Голуб, Е.Б.Струкова  «Экономика природопользования»,  Изд-во Аспект-

   пресс Москва, 1995 г.

  12. Боев В.М. Гигиеническая характеристика влияния антропогенных и природных геохимических факторов на здоровье населения южного Урала// Гиг. и сан. - 1998. - № 6. - С. 3 - 8.