Экологические процессы

Содержание:

 

1.Экология как наука………………………………………………………….2-3

2. Источники загрязнений и состав примесей природных вод…………….4-8

3. Экологические последствия загрязнения природных вод………………9-10

4. Атмосфера: кислотные  дожди, парниковый эффект, смог, озоновые  дыры………………………………………………………………………......11-18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Экология как наука.

 

Как самостоятельная наука экология сформировалась приблизительно к 1900 г. Термин "экология" был предложен немецким биологом Эрнстом Геккелем в 1869 г. Следовательно, это сравнительно молодая наука. Но именно она переживает в настоящее время период быстрого роста.

Экология (греч. oicos - дом и logos - наука) в буквальном смысле - наука о местообитании.

Существует много определений экологии, однако подавляющее большинство современных исследователей считает, что экология - это наука, изучающая условия существования живых организмов и взаимосвязи между организмами и средой, в которой они обитают.

Понятие экологии очень обширно, поэтому в зависимости от акцента на той или иной ее задаче меняется и формулировка определения. Для "долгосрочного употребления" лучшим может быть, например, следующее: "Экология - это биология окружающей среды". Для последних десятилетий XX в. наиболее подходит одно из определений экологии, приведенное в полном словаре Уэбстера: "Предмет экологии - это совокупность или структура связей между организмами и средой". Эрнст Геккель дал этой науке исчерпывающее определение: "Под экологией мы понимаем сумму знаний, относящихся к экономике природы: изучение всей совокупности взаимоотношений животного с окружающей его средой, как органической, так и неорганической, и прежде всего - его дружественных или враждебных отношений с теми животными и растениями, с которыми оно прямо или косвенно вступает в контакт. Одним словом экология - это изучение всех сложных взаимоотношений, которые Дарвин назвал условиями, порождающими борьбу за существовавание".

Экология, как и всякая другая наука, имеет два аспекта :

первый - это стремление к познанию ради самого познания,

второй - применение собранных знаний для решения практических проблем, связанных с окружающей средой.

Все возрастающее значение экологии объясняется тем, что ни один из вопросов огромной практической важности в настоящее время нельзя решить без учета связей между живыми и неживыми компонентами природы.

Практический выход экологии можно видеть, прежде всего, в решении вопросов природопользования; именно она должна создать научную основу эксплуатации природных ресурсов. Законы, лежащие в основе естественных природных процессов, будут в центре нашего внимания. Однако прежде необходимо остановиться на взаимоотношении экологии и охраны природы. Западные ученые обычно различают науку экологию и науки об окружающей среде. Экология изучает три группы факторов среды, воздействующих на организмы:

абиотические

биотические

антропогенные.

Охрана природы рассматривает только третий фактор - воздействие человека на среду, и то не во всем совпадает с общеэкологическим подходом. Охрана природы и шире и уже раздела экологии, который исследует влияние антропогенного фактора на природу. Уже - потому, что анализируется не любое воздействие, а лишь то, последствие которого может иметь значение для жизни человеческого общества. Шире - потому, что рассматривается влияние антропогенного фактора не только на органический мир, но и на неживую природу.

 

Список использованной литературы:

1. Банников, А.Г. и др. Основы экологии  и охрана окружающей среды [текст]/А.Г. Банников, А.А. Вакулин, А.К. Рустамов. - Москва: Колос, 2007.

2. Шамилева, И.А. Экология: учебное пособие для студентов пед. вузов. [текст]/И.А. Шамилева. - Москва: Гуманит. Изд. Центр ВЛАДОС, 2004.

3. Экологический словарь. Аутэкология. [текст]/ http://ecology.sci-lib.com/article0000063.html

 

 

 

 

 

 

 

2. Источники загрязнений и состав примесей природных вод.

Загрязнители попадают в пресную воду различными путями: в результате несчастных случаев, намеренных сбросов отходов, проливов и утечек.

Крупнейший потенциальный источник загрязнения -- cельское хозяйство.

В качестве одного из существенных источников загрязнения следует выделить животноводческие комплексы и птицеводческие хозяйства. Очистка стоков не всегда доводит их обработку до допустимых показателей, что грозит водоёмам и рекам, в бассейне которых расположены фермы, биогенным загрязнением, т. Е. в воду могут попасть не только различные биогенные элементы (азот, фосфор), но и патогенные микроорганизмы. В условиях нарушенной самоочищающей способности рек такие загрязнения приводят к загниванию донных отложений и придонных слоёв воды. (В. С. Перехрест и др., 1986 г.)

Всё большую угрозу для пресноводных водоёмов представляют стоки, сбрасываемые рыбоводческими хозяйствами, ввиду широкого применения ими фармацевтических средств борьбы с болезнями рыб.

Существенную угрозу представляет речной транспорт. Он загрязняет воздушный бассейн, а также непосредственно воду в процессе движения и ремонта. Спектр вредных веществ, выделяемых судами в атмосферу очень широк: окислы азота и серы, углеводороды, сажистые частицы с адсорбированными на их поверхности полициклическими ароматическими углеводородами, выделяемые с отработанными газами двигателей. (А. А. Иванченко, 1999)

Кроме того, в почву вносится большое количество азота, фосфора и калия, и часть этих удобрений попадает в пресную воду. Некоторые из них -- стойкие органические соединения, которые проникают в пищевые цепи и поражают организм животных и человека.

Процессы эвтрофирования водоёмов способствуют возникновению так называемой гаффской болезни. Это заболевание связано с интенсивным развитием в водоёмах синезелёных водорослей, которые обладают активной формой тиаминазы, которая выделяется в воду. Симптомами гаффской болезни является острая мышечная боль, затруднение дыхания, окрашивание мочи в бурый цвет и др.

Вследствие неправильной эксплуатации канализационных сооружений всё интенсивнее становится загрязнение подземных вод вокруг городов.

Атмосферное загрязнение пресной воды особенно пагубно. Есть два вида таких загрязнителей: грубодисперсные (зола сажа,пыль и капельки жидкости) и газы (сернистый газ и двуокись азота). И те, и другие являются продуктами промышленной или с/х деятельности. Когда в дождевой капле эти газы соединяются с водой, образуются концентрированные кислоты -- серная и азотная.

В последнее время актуальность приобрело радиоактивное загрязнение. Например, после аварии на японской АЭС в Фукусиме в океан попали радиоактивные отходы, вызвав гибель гидробионтов.

Распространение загрязнителей.

Твёрдые и жидкие загрязняющие вещества попадают из почвы в источники водоснабжения в результате выщелачивания. Cваленные на землю отходы растворяются дождём и попадают в грунтовые воды, а затем в местные ручьи и реки.

Жидкие отходы быстрее проникают в источники пресной воды. Растворы для опрыскивания сельскохозяйственных культур либо попадают в местные реки, либо выщелачиваются в почве и проникают в грунтовые воды.

Время, требуемое для проникновения загрязнителей (нитратов или фосфатов) из почвы в грунтовые воды может длиться десятки тысяч лет.

Всё большую актуальность приобретает загрязнение подземных вод. С помощью современных технологий человек всё интенсивнее использует подземные воды, истощая и загрязняя их. Вокруг городов бурно развивается частное строительство жилья и мелких предприятий, с автономным водоснабжением. Например, в Подмосковье ежедневно бурится от 50 до 200 скважин разной глубины. По разным причинам, подавляющее большинство скважин эксплуатируется без соблюдения правил пользования такими источниками воды. Это приводит к быстрому локальному загрязнению подземных вод этого региона.

Одним из видов загрязнения водоемов является тепловое загрязнение. Электростанции, промышленные предприятия часто сбрасывают подогретую воду в водоем. Это приводит к повышению в нем температуры воды. С повышением температуры в водоеме уменьшается количество кислорода, увеличивается токсичность загрязняющих воду примесей, нарушается биологическое равновесие.

В загрязненной воде с повышением температуры начинают бурно размножаться болезнетворные микроорганизмы и вирусы. Попав в питьевую воду, они могут вызвать вспышки различных заболеваний.

 

Сущность процесса.

Виды загрязнений:

1) Физическое загрязнение.

2) Химическое загрязнение. Усиление  антропогенной нагрузки на экосистемы  влияет на химический состав  поверхностных и грунтовых вод, вызывая увеличение содержания  аммонийной и нитратной форм  азота, что приводит к нарушению  санитарно-гигиенических норм состояния  водоисточников, ухудшению качества воды (Соколов и др., 1990). Повышение содержания нитратов в поверхностных и грунтовых водах обусловлено увеличением размеров поступления азотистых соединений с внутрипочвенным и поверхностным стоком из агроландшафтов, сбросом недостаточно очищенных или не прошедших стадию биологической очистки промышленных и коммунально-бытовых стоков в водоёмы, стоками животноводческих комплексов, а также применение жидкого навоза в повышенных дозах в качестве удобрения, нерациональным применением минеральных азотных удобрений, использование которых увеличивает, в свою очередь, дополнительное поступление в водоисточники азота почвенного происхождения.

Наличие в водоёмах нитратов и нитритов наряду с фосфором приводят к усилению эвтрофирования водоёмов, во время которых появляются амины.

Другим опасным загрязнителем являются тяжёлые металлы (ТМ). Накопление цинка и кадмия в донных отложениях прежде всего связано с их осаждением на щелочных барьерах с гидроокисями железа и марганца и последующей хемосорбцией. Избирательность сорбции ТМ свежеосаждёнными гидроокисями убывает в следующей последовательности:

Cu>Zn>Ni Cd Co Ca>Mg

В поверхностных водах кадмий способен образовывать различны растворимые комплексы: карбонаты, сульфаты, хлориды, гидрооксиозы, комплексы с синтетическими хелатными агентами. Значительная доля кадмия в воде связана с органическим веществом, в частности с гуминовыми кислотами. Оксиды свинца и кадмия устойчивы в воде с нейтральной реакцией среды, оксид же цинка в таких условиях может растворяться.

Характерной особенностью распределения ТМ в грунтовых водах в пределах геохимического ландшафта является увеличение их содержания в области разгрузки, т. е. От геохимически автономных ландшафтов к подчинённым. Повышение содержания ТМ в грунтовых водах автономных и трансаллювиальных ландшафтов может быть связано с интенсивным загрязнением почв, из которых вымываются подвижные формы ТМ в горизонт грунтовых вод.

Огромное распространение преобрело загрязнение пестицидами. Пестициды характеризуются выраженной способностью к миграции в водных экосистемах, накапливаясь в донных отложениях, водных организмах, и длительно в них сохраняться.

3) Биологическое загрязнение.

4) Тепловое загрязнение. Сброс горячей  воды оказывает негативное влияние  на ряд процессов в водоёмах: изменяется направленность и  интенсивность физико-химических  процессов, снижается растворимость  газов, происходит «цветение» воды, происходит изменение численности  и состава различных гидробионтов.

5) Радиационное загрязнение. Радионуклиды  в водных экосистемах распределяются  неравномерно. Радионуклиды цезия  и цинка накапливаются преимущественно  в донных илах, а йода и стронция -- в воде. Примерно одна треть йода и одна четверть стронция сосредоточены в биомассе водных растений.

Поступающие в водоем загрязнения в зависимости от их объема и состава могут оказывать на него различное влияние:

1) изменяются физические свойства  воды (изменяется прозрачность и  окраска, появляются запахи и  привкусы);

2) появляются плавающие вещества  на поверхности водоема и образуются  отложения (осадок на дне);

3) изменяется химический состав  воды (изменяется реакция, содержание  органических и неорганических  веществ, появляются вредные вещества  и т. п.);

4) уменьшается в воде содержание  растворенного кислорода вследствие  его потребления на окисление  поступивших органических веществ;

5) изменяется число и виды  бактерий (появляются болезнетворные), вносимых в водоем вместе со  сточными водами. Загрязненные водоемы становятся непригодными для питьевого, а иногда и для технического водоснабжения; в них погибает рыба.

 

 

Список использованной литературы:

1. Современные технологии и оборудование для обработки воды на водоочистных станциях. - Сб. - М.: ВИМИ, 2008. - 92 с.

2. Экология. Охрана окружающей среды. Безопасность жизнедеятельности: Сб. науч. Тр. - СПб.:СПГУВК, 2009. - 221 с.

3. Экологический вестник России, 12,10. А. Г. Кочарян, И. П. Лебедева. Оценка поступления загрязняющих веществ от контролируемых источников в р. Волгу.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Экологические последствия загрязнения природных вод.

Нарушение биогеохимических циклов веществ, снижение биологической продуктивности при деградации водных экосистем. При этом оценивается реакция популяций и сообществ на антропогенный стресс (см.), которая проявляется в изменении структурных (видовой состав, его разнообразие, биомасса популяций, их пространственное и временное распределение) и функциональных характеристик (первичная продукция, микробиологическая активность, трофические связи в сообществе). Специфика водной среды такова, что наиболее опасным является длительное воздействие загрязнения в малых дозах, приводящее к постепенному накоплению в среде загрязняющих веществ и в конечном итоге к деградации экосистем. Загрязнение вод органическими веществами воздействует на абиотические и биотические факторы как в проточных водах (реки), так и в больших стоячих водоемах (озера, замкнутые моря). В проточных водах слив отходов, богатых органическими веществами, вызывает полное нарушение экосистемы. При этом образуются четыре зоны, которые следуют одна за другой вниз по течению: 1) зона деградации, где воды реки смешиваются с загрязнителем; 2) зона активного разложения, где грибы и бактерии, аэробные, а затем и анаэробные, размножаются и разрушают органическое вещество; 3) зона восстановления, где постепенно происходит очистка воды и восстановление ее начальных характеристик; 4) зона чистой воды. В результате активного развития сапрофитных микроорганизмов в зоне разложения резко падает концентрация растворенного кислорода и снижается численность водорослей. Вспышка автотрофов (сине-зеленые водоросли Oscillatoria, зеленые Ulothrix и др.) происходит в третьей зоне в результате появления нитратов и фосфатов, извлекаемых микроорганизмами-деструкторами из загрязняющих органических веществ. Когда удаление растворенного и взвешенного загрязняющего вещества заканчивается и восстанавливаются начальные условия, вновь появляется фитоценоз чистой воды. Нарушения речных зооценозов — гораздо резче, так как никакие животные чистой воды не могут выжить в зараженной зоне. Э.п.з.в. стоячих водоемов обусловлены их эвтрофикацией.