Контрольная работа по "Экологии"

Вариант № 3

1.  Влияние человека на биосферу.

     Биосфе́ра (от др.-греч. βιος — жизнь И σφαῖρα — сфера, шар) — оболочка Земли, заселённая живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности; «пленка жизни»; глобальная экосистема Земли.

     Биосфера — оболочка Земли, заселённая живыми организмами и преобразованная ими. Биосфера сформировалась 500 млн лет назад, когда на нашей планете стали зарождаться первые организмы. Она проникает во всю гидросферу, верхнюю часть литосферы и нижнюю часть атмосферы, то есть населяет экосферу. Биосфера представляет собой совокупность всех живых организмов. В ней обитает более 3.000.000 видов растений, животных, грибов, бактерий и насекомых. Человек тоже является частью биосферы, его деятельность превосходит многие природные процессы и, как сказал В. И. Вернадский-«человек становится могучей геологической силой».

     Признаком устойчивой экологической системы  является стабильность определённых характеристик. Так, например, экологически устойчивая система Земля имеет постоянную массу и постоянную среднюю температуру. 

     Под экологической катастрофой следует  понимать переход системы из одного устойчивого состояния в другое. Например, повышение средней температуры  Земли может привести к таянию полярных льдов, опустыниванию почв, вымиранию определённых видов флоры и фауны, может быть, даже к гибели человечества. Тем не менее, Земля как элемент Солнечной системы скорее всего останется такой же стабильной, как и ранее. Экологические катастрофы могут иметь различные уровни - от локальных (гибель леса, осушение моря и т. д.) до глобальных (в масштабах Земли, Солнечной системы, Галактики и даже Вселенной).

Человечество  в процессе жизнедеятельности, безусловно влияет на различные экологические  системы. Примерами таких, чаще всего  опасных, воздействий является осушение болот, вырубание лесов, уничтожение озонового слоя, поворот течения рек, сброс отходов в окружающую среду. Этим самым человек разрушает сложившиеся связи в устойчивой системе, что может привести к её дестабилизации, то есть к экологической катастрофе. 

     Ниже  мы рассмотрим одну из проблем влияния человека на окружающую среду - проблему городских отходов.

     2. Масштабы загрязнения.

     До  эры агломераций утилизация отходов  была облегчена благодаря всасывающей  способности окружающей среды: земли  и воды. Крестьяне, отправляя свою продукцию с поля сразу к столу, обходясь без переработки, транспортировки, упаковки, рекламы и торговой сети, привносили мало отходов. Овощные очистки и тому подобное скармливалось или использовалось в виде навоза как удобрение почвы для урожая будущего года. Передвижение в города привело к совершенно иной потребительской структуре. Продукцию стали обменивать, а значит, упаковывать для большего удобства.

     В настоящее время жители Нью-Йорка  выбрасывают в день в общей  сложности около 24000 т материалов. Эта смесь, состоящая в основном из разнообразного хлама, содержит металлы, стеклянные контейнеры, макулатуру, пластик и пищевые отходы. В этой смеси содержится большое количество опасных отходов: ртуть из батареек, фосфоро-карбонаты из флюорисцентных ламп и токсичные химикаты из бытовых растворителей, красок и предохранителей деревянных покрытий.

     Город размером с Сан-Франциско располагает  большим количеством алюминия, чем  небольшая бокситовая шахта, меди - чем средняя медная копия, и большим  количеством бумаги, чем можно было бы получить из огромного количества древесины.

     С начала 70-х до конца 80-х в России бытовых отходов стало в 2 раза больше. Это миллионы тонн. Ситуация на сегодняшний день представляется следующей. С 1987 года количество мусора по стране увеличилось в два раза и составило 120 млрд. т в год, учитывая промышленность. Сегодня только Москва выбрасывает 10 млн. т. промышленных отходов примерно по 1 т на каждого жителя!

     Как видно из приведенных примеров масштабы загрязнения окружающей среды городскими отходами таковы, что острота проблемы нарастает с каждым днём.

     Пути  решения проблемы.

     Приблизительно  за 500 лет до нашей эры в Афинах был издан первый из известных эдикт, запрещающий выбрасывать мусор на улицы, предусматривающий организацию специальных свалок и предписывающий мусорщикам сбрасывать отходы не ближе чем за милю от города. 
С тех пор мусор складировали на различных хранилищах в сельской местности. В результате роста городов свободные площади в их окрестностях уменьшались, а неприятные запахи, возросшее количество крыс, вызванное свалками, стали невыносимыми. Отдельно стоящие свалки были заменены ямами для хранения мусора.

     Около 90 % отходов в США до сих пор  закапывается. Но свалки в США быстро заполняются, и страх перед загрязнениями  подземных вод делает их нежелательными соседями. Эта практика заставила людей во многих населенных пунктах страны прекратить потребление воды из колодцев. Желая уменьшить этот риск, власти Чикаго с августа 1984 г. объявили мораторий на разработку новых площадей под свалку до тех пор, пока не будет разработан новый вид мониторинга, следящего за перемещением метана, так как если не проконтролировать его образование, он может взорваться.

     Даже  простое захоронение отходов  является дорогостоящим мероприятием. С 1980 по 1987 гг. стоимость захоронения отходов в США возросла с 20 до 90 долларов за 1 т. Тенденция к удорожанию сохраняется и сегодня.

     В густо населенных районах Европы способ захоронения отходов, как  требующий слишком больших площадей и способствующий загрязнению подземных вод, был предпочтен другому - сжиганию. 
Первое систематическое использование мусорных печей было опробовано в Нотингеме, Англия, в 1874 г. Сжигание сократило объем мусора на 70-90 %, в зависимости от состава, поэтому оно нашло свое применение по обе стороны Атлантики. Густонаселенные и наиболее значимые города вскоре внедрили экспериментальные печи. Тепло, выделяемое при сжигании мусора стали использовать для получения электрической энергии, но не везде эти проекты смогли оправдать затраты. Большие затраты на них были бы уместны тогда, когда не было бы дешевого способа захоронения. Многие города, которые применили эти печи, вскоре отказались от них из-за ухудшения состава воздуха. Захоронение отходов осталось в числе наиболее популярных методов решения данной проблемы.

     Наиболее  перспективным способом решения  проблемы является переработка городских  отходов. Получили развитие следующие  основные направления в переработке: органическая масса используется для получения удобрений, текстильная и бумажная макулатура используется для получения новой бумаги, металлолом направляется в переплавку. Основной проблемой в переработке является сортировка мусора и разработка технологических процессов переработки.

     Экономическая целесообразность способа переработки отходов зависит от стоимости альтернативных методов их утилизации, положения на рынке вторсырья и затрат на их переработку. Долгие годы деятельность по переработке отходов затруднялась из-за того, что существовало мнение, будто любое дело должно приносить прибыль. Но забывалось то, что переработка, по сравнению с захоронением и сжиганием, - наиболее эффективный способ решения проблемы отходов, так как требует меньше правительственных субсидий. Кроме того, он позволяет экономить энергию и беречь окружающую среду. И поскольку стоимость площадей для захоронения мусора растет из-за ужесточения норм, а печи слишком дороги и опасны для окружающей среды, роль переработки отходов будет неуклонно расти. 
2. Понятие «экологический кризис». Слагаемые экологического кризиса.

     Экологический кризис - обратимое критическое состояние  окружающей среды, угрожающее существованию  человека и отражающее несоответствие развития производительных сил и  производственных отношений.

     Уже сегодня ученые говорят о глобальном экологическом кризисе и если человечество не сделает ничего для того, чтобы исправить сложившуюся ситуацию, этот кризис может обернуться катастрофой для всей планеты. 

     У современного экологического кризиса  есть несколько причин: 

     • безудержный и очень быстрый  рост населения Земли; 

     • несовершенные сельскохозяйственные и промышленные технологии; 

     • легкомысленность человечества и пренебрежение  законами развития биосферы;

        Основные экологические проблемы: 

     Проблема  глобального потепления;

     Изменение климата на основе усиления теплового эффекта в результате антропогенных выбросов тепличных газов. Наша планета подобна гигантскому парнику, у которого вместо стекол толстая газовая прослойка атмосферы. Она свободно пропускает к Земле солнечное излучение, но задерживает отраженное от Земли тепловое излучение, которое нагревает атмосферу и поверхность планеты. В результате такого явления, получившего название парникового эффекта, температура поверхности Земли достаточна для того, чтобы на ней могла существовать и развиваться жизнь (если бы не парниковый эффект, Земля была бы холодной и безжизненной планетой со средней температурой -18°). Однако в последнее столетие учеными замечено постепенное повышение температуры Земли.

     Налицо  нарушение сложившегося за тысячелетия  теплового баланса. Виновником потепления считается человек, а названо это явление - проблемой глобального изменения климата. В доиндустриальное время основным регулятором температуры "атмосферного парника" был углекислый газ, а в наше время и прочие парниковые газы играют не меньшую роль. Предполагается, что дальнейшее увеличение их концентрации в атмосфере будет равнозначно удвоению концентрации углекислого газа уже к 2030 г. Это может привести к повышению температуры земной поверхности на 1,5 - 5,5° и вызвать определенные неблагоприятные последствия.

     Проблема  сокращения площади лесов. 

     Леса  занимают самую большую площадь  среди всех наземных экосистем (около 40%).

     Леса - один из основных источников кислорода  на планете. Леса - хранилища видового и генетического разнообразия (2/3 видов животных и растений обитает в лесах).

     Леса  содержат огромное количество углерода и обеспечивают его глобальный баланс.

     Леса  играют одну из главных ролей в  определении гидрологических режимов  целых континентов. Лесная зона дает приют большей части человечества. До того как появилось сельское хозяйство, площадь лесов составляла примерно 6 миллиардов гектар (более 3/5 площади суши). Сейчас осталось 4 миллиарда га, из которых только 1,5 миллиарда нетронутых, девственных лесов. 

     Воздействие человека на окружающую среду. 

     Воздействие сельского хозяйства: 

     Основное  отличие сельскохозяйственных воздействий  от рассмотренных промышленных заключается  прежде всего в их распространении  на огромных территориях. Как правило, использование больших площадей под сельскохозяйственные нужды вызывает коренную перестройку всех компонентов природных комплексов. При этом совсем не обязательно происходит разрушение природы, довольно часто именно сельскохозяйственные ландшафты относят к категории «культурных». Весь спектр сельскохозяйственных воздействий можно разделить на две группы: влияние земледелия и животноводства. 

     Земледелие. Воздействие земледелия на природный  комплекс начинается с уничтожения  на больших площадях сообщества естественной растительности и замены ее культурными видами. Следующий компонент, испытывающий существенные изменения, – почва. В естественных условиях почвенное плодородие постоянно поддерживается тем, что взятые растениями вещества снова возвращаются в нее с растительным опадом. В земледельческих же комплексах основная часть элементов почвы изымается вместе с урожаем, что особенно типично для однолетних культур. Подобная ситуация повторяется ежегодно,  поэтому существует вероятность того, что через несколько десятков лет запас основных элементов почвы будет исчерпан. Для восполнения изъятых веществ в почвы вносят в основном минеральные удобрения: азотные, фосфорные, калийные.

     Это имеет как положительные последствия  – пополнение запасов питательных  веществ в почве, так и отрицательные – загрязнение почвы, воды и воздуха. При внесении удобрений в почву попадают так называемые балластные элементы, которые не нужны ни растениям, ни почвенным микроорганизмам. Например, при использовании калийных удобрений наряду с необходимым калием вносится бесполезный, а в некоторых случаях вредный хлор; с суперфосфатом попадает много серы и т.д. Токсичного уровня может достигать и количество того элемента, ради которого минеральное удобрение вносят в почву. Прежде всего это относится к нитратной форме азота. Избыточные нитраты накапливаются в растениях,  загрязняют подземные и поверхностные воды (вследствие хорошей растворимости нитраты легко вымываются из почвы). Кроме того, при избытке нитратов в почве размножаются бактерии, которые восстанавливают их до азота, поступающего в атмосферу. Кроме минеральных удобрений в почву вносятся различные химические вещества для борьбы с насекомыми (инсектициды), сорняками (пестициды), для подготовки растений к уборке, в частности дефолианты, ускоряющие сбрасывание листьев у хлопчатника для его машинной уборки. Большинство этих веществ очень токсичны, не имеют аналогов среди природных соединений, очень медленно разлагаются микроорганизмами, поэтому последствия их применения трудно предсказать. Общее название вносимых ядохимикатов – ксенобиотики (чужие для жизни).