Шпаргалка по "Экологии"

По масштабу воздействия на ОС различают  загрязнения локальные (местного значения), региональные, трансграничные и глобальные. Локальные могут затрагивать предприятие, район города или сельской местности; региональные касаются субъекта Федерации (в основном это крупный город вместе с прилегающей к нему областью). Трансграничные загрязнения выходят за национальные границы государств или регионов (в странах с обширной территорией), глобальные — это общепланетарные загрязнения, охватывающие всю Землю (например, выбросы парниковых газов и фреонов, загрязнение Мирового океана).

Таким образом, само существование  человека, а также его разнообразная  хозяйственная деятельность вносят в биосферу большое количество несвойственных для нее загрязнений, негативно влияющих на ее функционирование.

30. Научные  основы рационального природопользования.

Под охраной  природы (ОП) понимается система мероприятий, обеспечивающая сохранение природой ресурсо- и средовоспроизво-дящих функций,  а также биологического разнообразия.  Природо-пользование включает в  себя:  1)  извлечение,  переработку и воспроизводство ПР,  2) использование и охрану природных условий жизни и 3) сохранение,  воспроизводство и рациональное из-менение экологического  равновесия  природных частей биосферы. При разработке программ природопользования  необходима  оценка природно-ресурсного потенциала, т.е. той части ПР, которая может быть реально использована в хозяйственной  деятельности  в данных условиях.  Поэтому  природопользование  иногда называют совокупностью всех форм эксплуатации  природно-ресурсного  потенциала и мер по его сохранению.  Различают рациональное природопользование, не приводящее  к  резким  изменениям  природно-ресурсного потенциала, и нерациональное природопользование, не обеспечивающее его сохранение.

В основе  эффективной системы  ОП и рационального природопользования лежат учет и безусловное выполнение  экологических принципов, правил и законов,  перечень которых включает  самые

общие законы  экологии  и ряд  конкретных норм,  рекомендаций и  правил.

Из общих законов экологии наибольшее значение имеют  законы внутреннего  динамического  равновесия  и  оптимальности. Согласно первому закону вещество,  энергия, информация и динамика ПС взаимосвязаны настолько, что любое изменение одного из этих компонентов вызывает изменение в других, сохраняющих, однако, общую сумму вещественно-энергетических, информационных и динамических качеств системы. Из этого закона следует, что любое изменение среды приводит к природным нелинейным цепным реакциям, в которых слабое воздействие и малозаметное  изменение одного из показателей может вызвать крупномасштабные и трудно-нейтрализуемые изменения в системе в целом. Так, излишнее вложение энергии,  как это было в Сахаре, вместо процветающих хозяйств привело к появлению новой пустыни.  Примерами нарушения данного закона  могут служить перегораживание пролива Кара-Бо-газ-Гол, неумеренный забор воды  из  рек,  питающих  Аральское море, и т.д.

Закон оптимальности утверждает,  что для любой экосистемы существуют свои оптимальные пространственно-временные  пределы, свой оптимум геофизических  и геохимических условий и т.д.  Характерными примерами  нарушения этого закона является создание огромных площадей  сельскохозяйственных  монокультур,  искусственное ускорение развития экосистем и т.д.

Более частные законы и правила  рационального природопользования (по  Н.Ф.  Реймерсу их более 20) можно сгруппировать в следующие 4 группы:  а) законы и правила,  определяющие эффективность и  рациональность хозяйственных решений;  б) законы и правила преобразования природных и  антропогенных  систем;  в) принципы и  правила  обеспечения стабильности функционирования экосистем; г) правила управления природой.

Первая, самая обширная,  группа законов и правил является обобщением и результатом многовекового  опыта экономической деятельности человека.  Она  включает в себя закон исчерпаемости ПР (характеристика ресурсов с учетом их исчерпаемости и возоб-новляемости приведена в подразделе 3.5),  закон минимума Либи-ха, снижения энергетической эффективности природопользования. убывающего плодородия и убывающей отдачи и правило 1 и 10%.

Закон минимума Либиха устанавливает,  что для живых организмов лимитирующим будет жизненно важное вещество,  доступные количества которого близки к необходимому минимуму (закон  иллюстрируется бочкой  с дырами:  нижняя дыра определяет уровень

воды в бочке).

Законы снижения плодородия почвы (уменьшения  урожайности при  длительном использовании при прочих  равных  условиях), энергетической эффективности   природопользования   (повышение энергетического обеспечения для сохранения  урожая на том же уровне - за 100 лет в 50 раз) и  уменьшения  отдачи  (снижение отдачи от  внесения удобрений) должны учитываться при сельскохозяйственном природопользовании.

Закон последовательного прохождения  фаз развития заключается в  том,  что  природные  системы могут развиваться лишь в

эволюционном и функционально  закрепленном порядке,  без исключения промежуточных  этапов,  резких ускорений процесса и т.д. Данный закон направлен против  практики,  жесткого  подхода  к природе, сложившегося  в  советском  государстве и выраженного известным лозунгом:  "Мы не можем ждать милостей  от  природы. Взять их - наша задача".

К принципам и правилам обеспечения  стабильного функционирования природных систем относятся закон генетического и видового разнообразия  и правила сохранения средообразующих факторов. Закон разнообразия утверждает,  что формы  живой  материи генетически разнообразны  и стремятся к увеличению экологической разнородности,  что  создает  уникальные  возможности  для адаптации к  условиям среды и резко повышает стабильность природных систем при воздействии экстремальных факторов.  Правило сохранения средообразующих  факторов требует,  чтобы указанные факторы сохранялись при любых преобразованиях и воздействиях и обеспечивали стабильное  развитие  природных  систем.  Ведущая роль в стабилизации условий жизни принадлежит биогенной миграции атомов,  ибо она обеспечивает постоянство газового состава атмосферы и, прежде всего,  необходимых концентраций  СО₂  и О₂. Благодаря ей и еще неизвестным нам стабилизирующим механизмам даже удвоенное поглощение Од при сжигании  топлива  не снизило концентрации кислорода в атмосфере.  Более чувствителен к антропогенному влиянию гидрологический режим регионов  с  высокой плотностью населения. Сведение лесов, осушение верховых болот экологически не обоснованное гидростроительство резко уменьши-ло речной сток,  привело к обмелению судоходных рек, изменению фито- и биоценозов.

Наиболее концентрированным и  понятным изложением рассмотренных выше экологических основ рационального природопользования являются 4 закона американского эколога Б.  Коммонера:  1) все связано со всем;  2) за все надо платить: 3) ничто не проходит бесследно: 4) природа знает лучше.

31.Основные  формы и методы защиты природной  среды и решения экологических  проблем.

Консервативные формы охраны ПС направлены на сохранение природных  объектов особой научной или культурной ценности: типичных или редких ландшафтов,  редких геологических  образований, исчезающих  или редких животных и растений и т.д.  К указанным формам относятся  заповедники  и  заказники,  природные парки, памятники  природы и национальные парки.  Заповедники и заказники - это участки территории  (акватории),  на  которых запрещена (в заповедниках) всякая хозяйственная деятельность, а в заказниках временно или постоянно для сохранения  одного или нескольких видов запрещены отдельные виды деятельности. В природных парках помимо заповедных зон допускается агрохозяйственные зоны.   Памятники  природы  -  относительно  небольшие участки, имеющие особое  научное,  культурное  или социальное значение (отдельные деревья,  рощи,  парки, пещеры, водопады и т.д.). Национальные парки - это обширные территории,  включающие природные ландшафты с естественной флорой и фауной,  в которых массовый отдых людей организован таким образом, что исключается возможность негативного воздействия на природу. Такие парки в США функционируют более 100  лет,  привлекая миллионы отдыхающих ежегодно. В РФ планируется создание 17 национальных парков, в том числе и на озере Селигер.

Способствует сохранении биологического разнообразия издаваемая в РФ "Красная книга",  которая содержит систематизированные сведения, о 5 категориях видов: 1) исчезающих; 2) находящихся под угрозой исчезновения:  3) редких видов,  встречающихся в таком небольшом количестве, что каждая серьезная опасность угрожает существованию вида; 4) мало известных (недостаточно изученных) и 5) восстановленных видах.

Активной защитой ПС традиционно  занимались  и  занимаются биологи, а в последние 30...40 лет и инженеры.  Биологи немало сделали для охраны и спасения исчезающих  видов;  почвоведы  и агрономы, решая  проблему  обеспечения человечества продуктами питания, добились существенных успехов. Так, они успешно восстанавливают популяции резко поредевших от перепромысла соболей и бобров.

Рост экономической активности человека и, прежде всего, рост промышленного производства породил массу сложнейших экологических проблем и заставил заниматься спасением его среды обитания.

Подавляющее большинство разрабатываемых  в настоящее время технических  решений в экологии связано с  защитой от загрязнений биосферы и стациально-деструктивных нарушений поверхности планеты. Однако   в решении экологических проблем значительно большую роль должна сыграть разработка принципиально новых технологий, способных кардинально изменить положение дел с истощением ресурсов и загрязнениями. Как когда-то создание полупроводниковых приборов привело к уменьшению потребляемой энергии и миниатюризации материалоемких устройств, так в наши дни нанотехнология может обеспечить следующий шаг в этом направлении, Вторым перспективным направлением является биотехнология с ее высокой эффективностью, естественным природным характером процессов, составляющих ее основу, а потому и высокой зкологичностью самого производства. Третьим прорывом в решении ряда проблем может стать использование альтернативных видов энергии и создание безопасной термоядерной энергетики, оптимистические прогнозы освоения которой не реализуются уже не одно десятилетие.

Большой резерв в решении  экологических проблем и защите ПС представляет собой повышение эффективности экобиозащитной техники и экологизация существенных технологий и производственного оборудования. Повышение эффективности зкобиозащитной техники может быть обеспечено применением новых методов очистки и обезвреживания выбросов и сбросов, таких как применение ионных пучков, обработка низкотемпературной плазмой и т.д. Более широкое применение должны получить биохимические методы и средства. Экологизация существующих технологий и оборудования предполагает такие их изменения, которые бы привели к резкому

уменьшению выбросов вредных  веществ (использование более  экономичного сырья, как например, отказ от сжигания нефти с большим содержанием серы на предприятиях тепло- и электроэнергетики; улучшение режимов горения и широкое применение катализаторов для уменьшения образования вредных веществ и получения менее токсичных продуктов горения (например, не СО, а ).

Особенно большие надежды возлагаются  на  создание  систем оборотного водоснабжения  и безотходные  производства. 

В мире разработка безотходных и  малоотходных технологий ведется в  направлениях: 1) создания принципиально новых технологических процессов, позволяющих исключить, сократить или заменить технологические стадии, на которых образуется большое количество отходов: 2) разработки бессточных технологических систем и водооборотных циклов на базе существующих и перспективных способов очистки СВ; 3) создания систем переработки отходов, используемых как вторичные материальные ресурсы; 4) организации территориально-промышленных комплексов с замкнутой структурой потоков сырья и отходов внутри комплекса. Как показывает опыт, условия создания таких технологий и производств наиболее благоприятны в добывающих, перерабатывающих, химической, пищевой и других отраслях промышленности.

32.Атмосфера,  её структура, экологическая характеристика, состав воздуха и экологическое  значение его компонентов.

Экологическая характеристика атмосферы. Газообразная оболочка Земли - важнейший компонент всех экосистем, функционирующих на суше. Ее специфические  особенности определяют морфологию и физиологию живых существ, организацию образуемых ими популяций и сообществ, особенности и интенсивность обмена веществ и энергии. Она является мощным резервным фондом в круговороте азота и избирательным фильтром для энергии солнечного излучения.

Из-за высокого содержания в атмосферном  воздухе  (примерно 21%)  он yжe не является экологическим лимитирующим фактором. У растений и животных появились органы, обеспечивающие его непосредственное усвоение из атмосферы в процессе дыхания. На больших высотах низкое парциальное давление становится препятствием для нормальной жизнедеятельности человека, растений и животных (см. рис. 2.1).

Участки суши и биогеоценозы резко различаются по средним  значениям, суточным и сезонным колебаниям интенсивности падающего на поверхность планеты солнечного излучения, температуры  влажности воздуха, что определяет неизмеримо большее разнообразие форм живых организмов на суше сравнительно с аналогичными показателями для океана. У животных и растений выработаны сложные приспособительные реакции (периодичность   жизненных циклов, механизмы терморегуляции, различные типы фотосинтеза на экваторе и в умеренном поясе и т.д.). Жизнь в воздушной среде и необходимость активного поиска пищи привели к сильному развитию образований, поддерживающих тело в условиях незначительной плотности среды (опорные ткани растений и скелет животных), к различным формам движений животных (в том числе я непосредственно в воздушной среде) и способам распространения семян у растений. Одно из существенных особенностей экосистем воздушно-наземной среды заключается в резком преобладании биомассы растений сравнительно с биомассой микроорганизмов и животных (соответственно 99,2% и 0,8%). В океане же эти соотношения составляют 6,3 и 93,7%.

33. Характеристика и источники загрязнения атмосферы.

Атмосфера состоит из окиси газов и имеет общую массу т или примерно одну миллионную массы Земли. Около 50% ее массы сосредоточена в приземном слое до высоты 5,5 км и 99%. - в слое до 40 км. Этот слой постоянен по составу и изменяется незначительно. По объему он состоит из постоянных ( - 78,01%; -20,95%: аргон - 0,93%; - 0,032 и инертные газы – 0,078 %) и переменных ( , , СО, , водяной пар и др.) газов. Масса в атмосфере примерно т., его поставляет растительность Земли до т. в год. При этом т продуцируют леса. В верхнем слое атмосферы (в стратосфере) молекулы под действием солнечной радиации расщепляется на атомы, образуя . Увеличение или уменьшение содержания в атмосфере служит предвестником циклонов и антициклонов, потеплении или похолодании, изменений ветра, а также влияет организм человека, особенно его кожу.

Переменные газы (см. выше) создают  загрязнения в атмосфере и поступают в нее от естественных и искусственных источников загрязнения атмосферы (ИЗА). К первым относят ИЗА природного происхождения (извержения вулканов, пылевые бури, лесные пожары и т.п.), а ко вторым - ИЗА антропогенного происхождения, т.е. вызванные деятельностью человека. По массе антропогенные загрязнения сопоставимы с природными, а по их превзошли. Кроме того, углеводороды , обладают способностью накапливаться, что создает условия для повышения их содержания в атмосфере до опасных величин. Ниже рассматриваются в основном антропогенные загрязнения, представлявшие серьезную опасность материального загрязнения атмосферы.