Контрольная работа по "Экология""

1. Дайте историческую справку о развитии экологических представлений.

История развития экологических представлений

История возникновения и развития экологических представлений людей уходит корнями в глубокую древность. Знания об окружающей среде и характере взаимоотношений с ней приобрели практическое значение еще на заре развития человеческого вида.

Процесс становления трудовой и общественной организации первобытных людей, развитие их умственной и коллективной деятельности создавали основу для осознания не только самого факта своего существования, но и для все большего понимания зависимости этого существования как от условий внутри своей общественной организации, так и от внешних природных условий. Опыт наших далеких предков постоянно обогащался и передавался из поколения в поколение, помогая человеку в его повседневной борьбе за жизнь.

Образ жизни первобытного человека давал ему сведения и о животных, на которых он охотился, и о пригодности или непригодности собираемых им плодов. Уже полмиллиона лет назад предки человека имели немало сведений о пище, которую они добывали собирательством и охотой. Тогда же началось использование природных источников огня для приготовления пищи, потребительские качества которой в условиях термической обработки существенно улучшались.

Постепенно человечество накапливало сведения о свойствах различных природных материалов, о возможности их использования для осуществления тех или иных целей. Созданные первобытным человеком технические средства свидетельствуют, с одной стороны, о совершенствовании производственных умений и навыков людей, а с другой стороны, являются доказательством «познания» ими внешнего мира, так как любое, даже самое примитивное, орудие требует от его создателей знания свойств природных объектов, а также понимания назначения самого орудия и знакомства со способами и условиями его практического использования.

Примерно 750 тыс. лет назад люди сами научились разводить огонь, оборудовать примитивные жилища, освоили способы защиты от непогоды и врагов. Благодаря этим познаниям человек смог значительно расширить области своего обитания.

Начиная с 8-го тысячелетия до н. э. в Передней Азии начинают практиковаться различные методы обработки земли и выращивания сельскохозяйственных культур. В странах Средней Европы такого рода аграрная революция произошла в 62-м тысячелетиях до н.э. В результате большое количество людей перешло к оседлому образу жизни, при котором возникла настоятельная необходимость в более глубоких наблюдениях за климатом, в умении предсказывать смену времен года и изменения погоды. К этому же времени относится и открытие людьми зависимости погодных явлений от астрономических циклов.

Осознание своей зависимости от природы, теснейшей связи с ней играло важную роль в формировании сознания первобытного и древнего человека, преломляясь в анимизме, тотемизме, магии, мифологических представлениях. Несовершенство средств и способов познания действительности подтолкнуло людей к созданию особого, более понятного, объяснимого и предсказуемого, с их точки зрения, мира сверхъестественных сил, выступающего в качестве своеобразного посредника между человеком и реальным миром. Сверхъестественные сущности, антропоморфизируемые первобытными людьми, помимо черт своих непосредственных носителей (растений, животных, неодушевленных предметов) наделялись чертами человеческого характера, им приписывались особенности человеческого поведения. Это давало основания для переживания первобытными людьми своего родства с окружающей их природой, чувства «сопричастности» к ней.

Первые попытки упорядочить процесс познания природы, поставив его на научную основу, стали предприниматься уже в эпоху ранних цивилизаций Междуречья, Египта, Китая. Накопление эмпирических данных о протекании различных природных процессов, с одной стороны, и развитие систем счета и совершенствование измерительных процедур, с другой позволили со все более высокой точностью предсказывать наступление тех или иных природных катаклизмов (затмений, извержений, разливов рек, засух и др.), поставить на строгую плановую основу процесс сельскохозяйственного производства. Расширение объема знаний свойств различных природных материалов, а также установление некоторых ключевых физических закономерностей дали возможность архитекторам древности достичь совершенства в искусстве создания жилых строений, дворцов, храмов, а также строений хозяйственного назначения. Монополия на знания позволяла правителям древних государств держать в повиновении массы людей, демонстрировать способность «управлять» неведомыми и непредсказуемыми силами природы. Нетрудно видеть, что на данном этапе изучение природы имело четко выраженную утилитарную направленность.

Наибольший прогресс в развитии научных представлений о действительности пришелся на эпоху античности (VIII в. до н.э V в. н.э.). С ее началом наметился отход от утилитаризма в познании природы. Это нашло свое выражение, в частности, в появлении новых направлений ее изучения, не ориентированных на получение непосредственной материальной выгоды. На первый план стало выходить стремление людей к воссозданию непротиворечивой картины мира и осознанию своего места в нем.

Особый интерес мыслители Древней Греции и Рима проявляли к вопросам происхождения и развития жизни на Земле, а также к выявлению связей предметов и явлений окружающего мира. Так, древнегреческий философ, математик и астроном Анаксагор (ок. 500428 гг. до н.э.) выдвинул одну из первых теорий происхождения известного на тот момент мира и населяющих его живых существ. Согласно его представлениям основу существования реального мира составляет соединение неисчислимого множества бесконечно малых его элементов, «семян вещей». Будучи изначально в беспорядке, они образовывали хаос. Однако впоследствии мировой «ум» привел их в движение и упорядочил таким образом, что неоднородные элементы отделились друг от друга, а однородные сцепились между собой, образовав землю и вещи. Причем наиболее тонкие, светлые, сухие и теплые элементы оттеснились наружу и образовали эфир, а плотные, темные, влажные и холодные собрались к центру и образовали воздух, воду и землю. Высохнув и отвердев, земля стала колыбелью жизни: ее поверхность была оплодотворена семенами, занесенными туда из воздушной сферы дождями. В результате на свет появились растения, а уже следом за ними пришли животные.

Экология растений формировалась на базе сразу двух ботанических дисциплин фитогеографии и физиологии растений. Соответственно основное внимание в рамках этого направления уделялось раскрытию закономерностей распределения различных видов растений по поверхности Земли, выявлению возможностей и механизмов их приспособления к конкретным условиям произрастания, изучению особенностей питания растений и др. Существенный вклад в развитие этого направления во второй половине XIX столетия внесли немецкие ученые ботаник А.А. Гризенбах, агрохимик Ю. Либих, физиолог растений Ю. Сакс, русский химик и агрохимик Д.И. Менделеев и др.

Исследования в рамках экологии животных также велись по нескольким основным направлениям: выявлялись закономерности расселения конкретных видов по поверхности планеты, выяснялись причины, способы и пути их миграции, изучались пищевые цепи, особенности меж- и внутривидовых взаимоотношений, возможности их использования в интересах человека и др. Разработкой этих и ряда других направлений занимались американские исследователи зоолог С. Форбс и энтомолог Ч. Рейли, датский зоолог О.Ф. Мюллер, русские исследователи палеонтолог В.А. Ковалевский, зоологи К.М. Бэр, А.Ф. Миддендорф и К.Ф. Рулье, натуралист А. А. Силантьев, зоогеограф Н. А. Северцов и др.

Проблематика экологии человека разрабатывалась преимущественно в связи с изучением экологических аспектов человеческой эволюции и исследованиями в области медицинской эпидемиологии и иммунологии. Первое направление исследований в рассматриваемый период представляли английские биологи-эволюционисты Ч. Дарвин и Т. Гексли, английский философ, социолог и психолог Г. Спенсер, немецкий естествоиспытатель К. Фогт и некоторые другие исследователи, второе направление микробиологи, эпидемиологи и иммунологи Э. Беринг, Р. Кох, И.И. Мечников, Л. Пастер, Г. Риккетс, П.П.Э. Ру, П. Эрлих и др.

Геоэкология возникла на стыке двух крупнейших наук о земле географии и геологии, а также биологии. Наибольший интерес у исследователей на заре развития этой отрасли экологии вызывали проблемы организации и развития ландшафтных комплексов, влияния геологических процессов на живые организмы и человека, строения, биохимического состава и особенностей формирования почвенного покрова Земли и др. Значительный вклад в развитие этого направления внесли немецкие географы А. Гумбольдт и К. Риттер, русский почвовед В.В. Докучаев, русский географ и ботаник А.Н. Краснов и др.

Исследования, проводимые в рамках перечисленных выше направлений, заложили основу для выделения их в самостоятельные отрасли научного знания. В 1910 г. в Брюсселе состоялся Международный ботанический конгресс, на котором в качестве самостоятельной ботанической дисциплины была выделена экология растений биологическая наука, изучающая взаимосвязи живого организма и окружающей его среды. В последующие несколько десятилетий официальное признание в качестве относительно самостоятельных направлений исследований получили также экология человека, экология животных и геоэкология.

Еще задолго до того, как отдельные направления экологических исследований обрели самостоятельность, наметилась очевидная тенденция к постепенному укрупнению объектов экологического изучения. Если первоначально в качестве таковых выступали единичные особи, их группы, конкретные биологические виды и т.д., то с течением времени их стали дополнять крупные природные комплексы, такие, как «биоценоз», понятие о котором было сформулировано немецким зоологом и гидробиологом К. Мебиусом еще в 1877 г. (новый термин призван был обозначать совокупность растений, животных и микроорганизмов, населяющих относительно однородное жизненное пространство). Незадолго до этого, в 1875 г., австрийский геолог Э. Зюсс для обозначения «пленки жизни» на поверхности Земли предложил понятие «биосфера». Значительно расширил и конкретизировал это понятие русский, советский ученый В.И. Вернадский в своей книге «Биосфера», увидевшей свет в 1926 г. В 1935 г. английский ботаник А. Тенсли ввел понятие «экологическая система» (экосистема). А в 1940 г. советским ботаником и географом В.Н. Сукачевым был введен термин «биогеоценоз», которым он предложил обозначать элементарную единицу биосферы. Естественно, что изучение столь масштабных комплексных образований требовало объединения исследовательских усилий представителей разных «специальных» экологии, что, в свою очередь, было бы практически невозможно без согласования их научного категориального аппарата, а также без выработки общих подходов к организации самого процесса исследования. Собственно именно этой необходимости и обязана своим появлением экология как единая наука, интегрирующая в себе развивавшиеся ранее относительно независимо друг от друга частные предметные экологии. Результатом их воссоединения стало образование «большой экологии» (по выражению Н.Ф. Реймерса) или «макроэкологии» (по Т.А. Акимовой и В.В. Хаскину), включающей сегодня в свою структуру следующие основные разделы:

* общая экология;

* биоэкология;

* геоэкология;

* экология человека (включая социальную экологию);

* прикладная экология.

Структура каждого из названных разделов и круг проблем, рассматриваемых в каждом из них хорошо иллюстрирует тот факт, что современная экология представляет собой комплексную науку, решающую чрезвычайно широкий спектр задач, крайне актуальных на современном этапе развития общества. По емкому определению одного из крупнейших современных экологов Юджина Одума, «экология это междисциплинарная область знания, наука об устройстве многоуровневых систем в природе, обществе, их взаимосвязи».

5. Саженцы приживаются, если в почву искусственно вносят грибы. Почему?

Некоторые древесные породы могут расти только в симбиозе с определёнными видами грибов.

Во-первых, корни растений всасывают из почвы растворенные в воде минеральные вещества, необходимые им для питания (азот, фосфор, калий и множество микроэлементов), а грибы питаются органическими веществами, «растворяя» их выделяемыми вовне ферментами. Таким образом, благодаря широко раскинувшемуся грибокорню во много раз увеличивается площадь всасывания необходимых растениям веществ. Микориза увеличивает способность корней поглощать вещества из почвы в тысячи раз!

К тому же грибы помогают растениям лучше усваивать эти вещества. Ведь азот, фосфор, калий и другие химические элементы могут находиться в разных химических соединениях, и далеко не все из них растения могут усвоить. И при наличии всех необходимых «продуктов» растениям может быть голодно. Значит, нужно синтезировать такие соединения, которые бы растения легко могли усвоить. В почве много «поваров для растений», но одним из основных являются грибы. В процессе их жизнедеятельности биохимический состав почвы меняется и образуются вещества, которые растениям легко «съесть». Микоризный симбиоз — непременное условие успешного роста и развития как отдельных деревьев, так и всего леса. (Без микоризы дерево можно вырастить, пожалуй, только в питомнике, где проводится подкормка и отсутствует конкуренция.)

Также грибы защищают корневую систему растений от болезнетворных (фитопатогенных) организмов. Благодаря микоризе растения болеют во много раз меньше.

Без микоризы был бы невозможен симбиоз с клубеньковыми бактериями.

Кроме того, микориза повышает устойчивость растений (особенно это важно для деревьев) к холодным и сухим условиям, близким к пределу их существования. Это необходимо и в северных широтах, и в горных районах, и в сухих пустынных или полупустынных областях, и в условиях засоленности почв. И значит, благодаря микоризе растения способны адаптироваться к гораздо большему диапазону условий среды, осваивать самые разные места обитания.

6. Назовите основные источники загрязнения природных вод.

Различают природное и антропогенное загрязнения. Природное загрязнение возникает в результате естественных причин — извержения вулканов, землетрясений, катастрофических наводнений и пожаров. Природное (естественное) загрязнение - загрязнение среды, источником которого являются природные процессы и явления, напрямую не обусловленные деятельностью человека: извержения вулканов, пыльные бури, наводнения, стихийные пожары и т.п.

Антропогенное (искусственное) загрязнение — результат деятельности человека. В настоящее время общая мощность источников антропогенного загрязнения во многих случаях превосходит мощность естественных.

Загрязнение воды - изменения химического и физического состояния или биологических характеристик воды, ограничивающие дальнейшее ее употребление. При всех типах водопользования меняются либо физическое состояние (например, при нагревании), либо химический состав воды - при поступлении загрязняющих веществ, которые делятся на две основные группы: со временем изменяющиеся в водной среде и остающиеся в ней неизменными. К первой группе относятся органические компоненты бытовых стоков и большая часть промышленных, например отходы целлюлозно-бумажных предприятий. Вторую группу составляют многие неорганические соли, например сульфат натрия, который используется как краситель в текстильной промышленности, и неактивные органические вещества типа пестицидов.

Загрязнение природных вод – это снижение их биосферных функций и экономического значения в результате поступления в них вредных веществ.

Загрязнение водоемов происходит как естественным, так и искусственным путем. Загрязнения поступают с дождевыми водами, смываются с берегов, а также образуются в процессе развития и отмирания животных и растительных организмов, находящихся в водоеме.

Естественноезагрязнение природных вод возникает в результате природных процессов, без какого либо участия или влияния человека.

Однако гораздо больший урон гидросфере наносит антропогенное загрязнение природных вод.

Искусственное (антропогенное) загрязнение водоемов является, главным образом, результатом спуска в них сточных вод от промышленных предприятий и населенных пунктов. 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 кисдорода вследствие его потребления на окисление поступивших органических веществ;

5) изменяются 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.

В первом десятилетии XXI века антропогенное загрязнение природных вод стало носить глобальный характер и существенно сократило доступные эксплуатационные ресурсы пресной воды на Земле.

Человечество потребляет на свои нужды огромное количество пресной воды. Основными ее потребителями являются промышленность и сельское хозяйство. Наиболее водоемкие отрасли промышленности — горнодобывающая, сталелитейная, химическая, нефтехимическая, целлюлозно-бумажная и пищевая. На них уходит до 70 % всей воды, затрачиваемой в промышленности.

Одним из основных загрязнителей воды является нефть и нефтепродукты. Нефть может попадать в воду в результате естественных ее выходов в районах залегания. Но основные источники загрязнения связаны с человеческой деятельностью: нефтедобычей, транспортировкой, переработкой и использованием нефти в качестве топлива и промышленного сырья.

Среди продуктов промышленного производства особое место по своему отрицательному воздействию на водную среду и живые организмы занимают токсичные синтетические вещества. Они находят все более широкое применение в промышленности, на транспорте, в коммунально-бытовом хозяйстве. Концентрация этих соединений в сточных водах, как правило, составляет 5-15мг/л при ПДК — 0,1 мг/л. Эти вещества могут образовывать в водоёмах слой пены, особенно хорошо заметный на порогах, перекатах, шлюзах. Способность к пенообразованию у этих веществ появляется уже при концентрации 1-2 мг/л.

Из других загрязнителей необходимо назвать металлы (например, ртуть, свинец, цинк, медь, хром, олово, марганец), радиоактивные элементы, ядохимикаты, поступающие с сельскохозяйственных полей, и стоки животноводческих ферм. Небольшую опасность для водной среды из металлов представляют ртуть, свинец и их соединения.

Значительное количество таких опасных загрязняющих веществ, как пестициды, аммонийный и нитратный азот, фосфор, калий и др., смывается с сельскохозяйственных территорий. В основном они попадают в водоемы и водостоки без какой-либо очистки, а поэтому содержат высокую концентрацию органических веществ, биогенных элементов и других загрязнителей.

Главный же потребитель пресной воды — сельское хозяйство: на его нужды уходит 60-80 % всей пресной воды. Причём велик ее безвозвратный расход (особенно на орошение).

Расширенное производство (без очистных сооружений) и применение ядохимикатов на полях приводят к сильному загрязнению водоемов вредными соединениями. Загрязнение водной среды происходит в результате прямого внесения ядохимикатов при обработке водоемов для борьбы с вредителями, поступления в водоемы воды, стекающей с поверхности обработанных сельскохозяйственных угодий, при сбросе в водоемы отходов предприятий — производителей, а также в результате потерь при транспортировке, хранении и частично с атмосферными осадками.

Наряду с ядохимикатами сельскохозяйственные стоки содержат значительное количество остатков удобрений (азота, фосфора, калия), вносимых на поля. Кроме того, большие количества органических соединений азота и фосфора попадают со стоками от животноводческих ферм, а также с канализационными стоками. Повышение концентрации питательных веществ в почве приводит к нарушению биологического равновесия в водоеме.

Вначале в таком водоеме резко увеличивается количество микроскопических водорослей. С увеличением кормовой базы возрастает количество ракообразных, рыб и других водных организмов. Затем происходит отмирание огромного количества организмов. Оно приводит к расходованию всех запасов кислорода, содержащегося в воде, и накоплению сероводорода. Обстановка в водоеме меняется настолько, что он становится непригодным для существования любых форм организмов. Водоем постепенно «умирает».

Загрязняющие вещества могут проникать и в подземные воды: при просачивании промышленных и сельскохозяйственных стоков из хранилищ, прудов-накопителей, отстойников и др. Загрязнения подземных вод не ограничиваются территориями промышленных предприятий, хранилищ отходов и пр., а распространяются вниз по течению потока на расстояния до 20 - 30 км и более от источника загрязнения. Всё это создает реальную угрозу для питьевого водоснабжения в этих районах.

Более того, загрязнение подземных вод негативно сказывается и на экологическом состоянии поверхностных вод, почв и других компонентов природной среды. В частности, загрязняющие вещества, содержащиеся в подземных водах, могут выноситься потоком в поверхностные водоемы и загрязнять их.

7. Почему рекомендуется оставлять в почве корни бобовых растений?

Бобовые сидераты. Если почву нужно обогатить азотом, чтобы улучшить питание последующих культур, используйте бобовые растения в качестве зеленого удобрения: люпин, донник, бобы, горох, люцерна, чечевица, клевер и др. Для достижения лучшего эффекта рекомендуется использовать в качестве сидерата смеси из бобовых, злаковых или зерновых культур. Заделку зеленой массы в почву проводят весной. После бобовых сидератов не рекомендуется выращивать салат, шпинат и свеклу. Это связано с тем, что из-за ярко выраженного удобряющего воздействия таких сидератов в этих продуктах могут скапливаться нитраты. Рано весной она высевает на грядки бобы в те ряды, где позднее будут высажены требовательные к питанию овощи — огурцы, капуста, сельдерей, томаты. Бобы выдерживают заморозки до -2°C. Этот прием дает положительный результат только в том случае, если в ваших климатических условиях бобы успевают зацвести до того, как придет время высаживать на их место рассаду более теплолюбивой культуры. Во время цветения на корнях бобов образуются клубеньки, и они могут выполнить роль обогатителя почвы. В начале цветения растения бобов срезают, листья и стебли оставляют на поверхности почвы как мульчу, а корни, перегнивая, отдают накопленный в клубеньках азот. Поскольку бобы не доводят до урожая, а используют как зеленое удобрение, то для этой цели годятся сорта не обязательно урожайные, но отличающиеся быстрым начальным ростом. Улучшают свойства почвы не только бобовые, но и многие растения других семейств с мощной и глубокой корневой системой.

9. Что такое смог? Причины его образования.

Смог (англ. smog, от smoke - дым и fog - туман), сильное загрязнение воздуха в больших городах и промышленных центрах.

Cмог – это взвешенные в воздухе или тумане мельчайшие частицы пыли, дыма, промышленных и выхлопных автомобильных газов. Смог особенно характерен для атмосферы современных городов, а впервые с ним столкнулись жители туманного Лондона ещё в средние века, когда массово жгли уголь для отапливания помещений.

Что такое смог современный? Сегодня причиной смога в крупных городах являются тысячи одновременно работающих автомобильных двигателей на их улицах. К частичкам несгоревшего топлива, которые присутствуют в выхлопных газах, в современном городском смоге добавляются так называемые «вторичные загрязнители», которые образуются в результате химических реакций, происходящих при солнечном свете уже в самих выхлопных газах. Поэтому современному городскому смогу дали название «фотохимический».

Смог бывает следующих типов:

Влажный смог лондонского типа - сочетание тумана с примесью дыма и газовых отходов производства.

Ледяной смог аляскинского типа - смог, образующийся при низких температурах из пара отопительных систем и бытовых газовых выбросов.

Радиационный туман - туман, который появляется в результате радиационного охлаждения земной поверхности и массы влажного приземного воздуха до точки росы.

Обычно радиационный туман возникает ночью в условиях антициклона при безоблачной погоде и легком бризе. Часто радиационный туман возникает в условиях температурной инверсии, препятствующей подъему воздушной массы. В промышленных районах может возникнуть крайняя форма радиационного тумана - смог.

Сухой смог лос-анджелесского типа - смог, возникающий в результате фото- химических реакций, которые происходят в газовых выбросах под действием солнечной радиации; устойчивая синеватая дымка из едких газов без тумана.

Фотохимический смог - смог, основной причиной возникновения которого считаются автомобильные выхлопы. Автомобильные выхлопные газы и загрязняющие выбросы предприятий в условиях инверсии температуры вступают в химическую реакцию с солнечным излучением, образуя озон. Фотохимический смог может вызвать поражение дыхательных путей, рвоту, раздражение слизистой оболочки глаз и общую вялость. В ряде случаев в фотохимическом смоге могут присутствовать соединения азота, которые повышают вероятность возникновения раковых заболеваний.

Фотохимический смог:

Фотохимический туман представляет собой многокомпонентную смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. В состав основных компонентов смога входят озон, оксиды азота и серы, многочисленные органические соединения перекисной природы, называемые в совокупности  фотооксидантами. Фотохимический смог возникает в результате фотохимических реакций при определенных условиях: наличии в атмосфере высокой концентрации оксидов азота, углеводородов и других загрязнителей, интенсивной солнечной радиации и безветрие или очень слабого обмена воздуха в приземном слое при мощной и в течение не менее суток повышенной инверсии. Устойчивая безветренная погода, обычно сопровождающаяся инверсиями, необходима для создания высокой концентрации реагирующих веществ. Такие условия создаются чаще в июне - сентябре и реже зимой. При продолжительной ясной погоде солнечная радиация вызывает расщепление молекул диоксида азота с образованием оксида азота и атомарного кислорода. Атомарный кислород с молекулярным кислородом дают озон. Казалось бы, последний, окисляя оксид азота, должен снова превращаться в молекулярный кислород, а оксид азота - в диоксид. Но этого не происходит. Оксид азота вступает в реакции с олефинами выхлопных газов, которые при этом расщепляются по двойной связи и образуют осколки молекул, и избыток озона. В результате продолжающейся диссоциации новые массы диоксида азота расщепляются и дают дополнительные количества озона. Возникает циклическая реакция, в результате которой в атмосфере постепенно накапливается озон. Этот процесс в ночное время прекращается. В свою очередь озон вступает в реакцию с олефинами. В атмосфере концентрируются различные перекиси, которые в сумме и образуют характерные для фотохимического тумана оксиданты. Последние являются источником так называемых свободных радикалов, отличающихся особой реакционной способностью. Такие смоги - нередкое явление над Лондоном, Парижем, Лос - Анжелесом, Нью - Йорком и другими городами Европы и Америки. По своему физиологическому воздействию на организм человека они крайне опасны для дыхательной и кровеносной систем и часто бывают причиной преждевременной смерти городских жителей с ослабленным здоровьем.

11. Опишите ресурсный цикл как антропогенный круговорот веществ.

Человек интенсивно трансформирует процессы круговорота всех химических элементов не только на локальном, но и биосферном уровне. Человечество - это часть биосферы (с его производством).

Принципиальных различий в утилизации природных ресурсов между человеком и другими организмами нет с точки зрения экологии: различия заключаются лишь в масштабах. Тот факт, что человек научился утилизировать природные ресурсы, создавая для этого специальные средства, сути дела не меняет. Сколь бы ни были масштабными процессы антропогенной трансформации вещества, они осуществляются в рамках глобальных биогеохимических циклов. Человек не в силах радикально изменить эти циклы. Самое большее, что он может, - это изменить баланс вещества на определенных этапах глобальных циклов или на определенных территориях.

Человек находит и добывает природные ресурсы, перевозит их к местам переработки, производит из них энергию, какую-либо продукцию и предметы, которые в итоге поступают в пользование в виде средств производства или изделий, сооружений и т.д., т.е. человек вовлекает природные ресурсы (вещества) в ресурсный цикл.

Под ресурсным циклом понимают совокупность превращений и перемещений определенного вещества или групп веществ на всех этапах использования его человеком (выявление, извлечение из природной среды, переработку, использование, возвращение в природу). Но если природные циклы веществ замкнутые, то ресурсный цикл как круговорот практически не замкнут, т.е. использованные вещества не возвращаются в места их изъятия.

На каждом этапе ресурсного цикла неизбежны потери. При добыче часть сырья остается в местах залегания, а в отвалы идет так называемая «пустая порода», на извлечение которой тратится энергия. Значительная доля добытого ископаемого теряется при транспортировке к заводам и фабрикам при перегрузке, переработке. Если ресурс используется как топливо, то при его сгорании образуются шлаки, идущие в отвалы, оксиды, летящие в атмосферу, и т.д.

Если же нефть, уголь перерабатываются промышленностью, то неизбежно образование побочных твердых, жидких, газообразных продуктов, как технологических отходов, формирующих так называемые хвостовые выбросы, которые наносят вред экосистемам, нарушают качество среды, отрицательно влияют на здоровье людей.

Таким образом, получается парадоксальная ситуация: загрязнение среды дают природные ресурсы! На их добычу, перевозку затрачиваются огромные средства, энергия, время, но они же в конечном счете ухудшают качество окружающей среды. В связи с данной ситуацией возник афоризм: загрязнение среды - это природные ресурсы, оказавшиеся не на своем месте.

Но при добыче полезных ископаемых и переработке сырья образуется большое количество отходов. Академик Прянишников пишет, что количество отходов растет, как и добыча сырья, по экспоненциальному закону и человечество все больше и больше работает на отходы. Так, на каждую тонну производимого калийного удобрения образуется от трех до четырех тонн галитовых отходов, в основном содержащих хлорид натрия. Крупнотоннажным отходом производства фосфорных удобрений является фосфогипс, которого при переработке апатитового концентрата получается 4,25 тонн, а при переработке фосфоритов Каратау - 5,6 тонны на каждую тонну экстракционной фосфорной кислоты. Большое количество отходов образуется и при обогащении фосфатного сырья.

При обогащении медных руд в отходы идет флотационный серный колчедан. Он используется для производства серной кислоты. Однако при обжиге серного колчедана образуется колчеданный огарок (» 0,73-0,75 т на 1 т пирита). Ежегодно его скапливается более 5 млн. тонн. Огарок используется далеко не полностью, хотя содержит в основном железо, а также цветные и драгоценные металлы. Просачиваясь через отвалы, поверхностные воды в результате выщелачивания сульфидов увеличивают свою кислотность и обогащаются железом, медью, никелем, кальцием, сульфатами и другими веществами. Эти воды загрязняют реки, водоемы и подземные воды.

Высокая концентрация тяжелых металлов может оказаться токсичной для растений, подавляя их рост.

Тепловые элекростанции дают десятки миллионов тонн пылевидной золы и кусковых шлаков в год. Отвалы крупной тепловой электростанции занимают сотни гектаров ценных земель, но эти отходы представляют сырье для производства строительных материалов. Зола может быть сырьем для извлечения ряда металлов: железа, алюминия. Золу можно использовать в производстве наполнителей бетона, силикатного кирпича, шлакометаллов и др.

Мы убедились ранее, какие сложные закономерности сопровождают антропогенный круговорот вещества при использовании ресурсов геобиоцинозов (т.е. экологических систем).

Так, если вырубается древостой, то вся экосистема может прекратить свое существование просто потому, что изымается и отчуждается основная масса запасенной энергии и вещества, которая должна была передаваться на следующие трофические уровни. На месте уничтоженной экосистемы может возникнуть новая, но значительно менее продуктивная. Таким образом, рассеивание вещества и энергии резко опережает ее восстановление, и естественный круговорот прекращается. Чтобы не допустить этого, человек вынужден брать на себя восстановление экосистемы: высевание семян, внесение органо-минеральных удобрений, обеспечение растенийводой и т.п.

12. Каковы экологические последствия воздействия человека на животный и растительный мир?

Потребительское, а нередко и хищническое отношение человека к растительным сообществам проявилось еще на начальном этапе развития земледелия и скотоводства. В дальнейшем, особенно с началом бурного развития экономики, такой подход не только не был отвергнут, но, по-видимому, еще больше закрепился в сознании людей.

Одним из первых, кто обратил внимание общественности на пагубные экологические последствия такого подхода, был Ф.Энгельс. В работе «Диалектика природы», оценивая последствия вырубки лесов, он писал: «Людям, которые в Месопотамии, Греции, Малой Азии и в других местах выкорчевывали леса, чтобы получить таким путем пахотную землю, и не снилось, что они положили начало нынешнему запустению этих стран, лишив их, вместе с лесами, центров скопления и сохранения влаги», и далее: «... какое им было дело до того, что тропические ливни потом смывали беззащитный отныне верхний слой почвы, оставляя после себя лишь обнаженные скалы!»

Конечно, как справедливо отмечает В. Д. Бондаренко (1985), нельзя видеть в сокращении лесов в историческом прошлом только негативный фактор, не учитывая объективный характер и необходимость этого процесса. Замена лесных площадей на пашни и луга в определенной степени решали продовольственную проблему, а древесный уголь был крайне необходим в начальный период развития металлургии. Суть проблемы, однако, заключается в том, что во многих странах леса уничтожались настолько быстро, что лесопосадки не успевали за темпами вырубки деревьев.

Масштабное антропогенное воздействие на биотические сообщества приводит к тяжелым экологическим последствиям как на экосистемно-биосферном, так и на популяционно-видо-вом уровне.

На обезлесенных территориях возникают глубокие овраги, разрушительные оползни и сели, уничтожается фотосинтези-рующая фитомасса, выполняющая важные экологические функции, ухудшается газовый состав атмосферы, меняется гидрологический режим водных объектов, исчезают многие растительные и животные виды и т. д.

Сведение крупных лесных массивов, особенно влажных тропических — этих своеобразных испарителей влаги, по мнению многих исследователей, неблагоприятно отражается не только на региональном, но и на биосферном уровне. Уничтожение древесно-кустарниковой растительности и травянистого покрова на пастбищах в засушливых регионах ведет к их опустыниванию.

Еще одно негативное экологическое последствие сведения лесов — изменение альбедо земной поверхности. Альбедо (от лат. albedo — белизна) — это величина, характеризующая способность поверхности отражать падающие на нее лучи. Интегральное альбедо крон деревьев составляет 10—15%, травы 20— 25, свежевыпавшего снега — до 90%. Альбедо земной поверхности — один из важных факторов, определяющих климат как в целом в мире, так и отдельных его регионов. Установлено, что серьезные изменения климата на планете могут быть вызваны изменением альбедо поверхности Земли всего лишь на несколько процентов. В настоящее время с помощью космических снимков обнаружено крупномасштабное изменение альбедо (так же как и теплового баланса) всей поверхности Земли. Ученые полагают, что это вызвано прежде всего уничтожением лесной растительности и развитием антропогенного опустынивания на значительной части нашей планеты.

Огромный вред состоянию естественных лесных экосистем наносят упомянутые выше лесные пожары, надолго, если не навсегда, замедляя процесс восстановления леса на сгоревших площадях. Лесные пожары ухудшают состав леса, уменьшают прирост деревьев, нарушают связи корней с почвой, усиливают буреломы, уничтожают кормовую базу диких животных, гнездовья птиц. В сильном пламени почва сжигается до такой степени, что в ней полностью нарушается влагообмен и способность к удержанию питательных веществ. Выжженная дотла территория нередко быстро заселяется различными насекомыми, что не всегда безопасно для людей из-за возможных вспышек инфекционных заболеваний.

Кроме описанных выше прямых воздействий человека на биотические сообщества важное значение имеют и косвенные, например загрязнение их промышленными выбросами.

Различные токсиканты, и в первую очередь диоксид серы, оксиды азота и углерода, озон, тяжелые металлы, весьма негативно влияют на хвойные и широколиственные деревья, а также на кустарники, полевые культуры и травы, мхи и лишайники, фруктовые и овощные культуры и цветы. В газообразном виде или в виде кислотных осадков они отрицательно действуют на важные ассимиляционные функции растений, органы дыхания животных, резко нарушают метаболизм и приводят к различным заболеваниям. Так, например, под действием озона (03) в растениях снижается не только активность транспортной системы, но и содержание хлорофилла. Прослеживается высокая корреляция между повреждением листьев и количеством адсорбированного диоксида серы ( S 02). Высокие дозы S 02 или продолжительные воздействия его низких концентраций приводят к сильному ингибированию процессов фотосинтеза и снижению дыхания. Таким образом, из приведенных выше прмеров следует, что такие токсиканты, как диоксид серы, озон и др., могут существенно нарушать различные биохимические и физиологические процессы и структурную организацию клеток растений и приводить к их гибели.

Существует индивидуальная реакция отдельных видов растений на увеличение уровня атмосферного загрязнения. Все виды растений по степени их сопротивляемости воздействию загрязнения воздуха подразделяют на устойчивые, промежуточные и чувствительные. Приведенные в табл. 16.1 данные (За­грязнение воздуха..., 1988) следует рассматривать лишь как весьма приблизительную оценку относительной чувствительности растений к воздействию загрязнения воздуха диоксидом серы (S02), оксидами азота (NOx) и озоном (03).

Крайне отрицательно на жизнедеятельности растений сказываются автомобильные выхлопные газы, содержащие 60% всех вредных веществ в городском воздухе, и среди них такие токсичные, как оксиды углерода, альдегиды, неразложившие-ся углеводороды топлива, соединения свинца. Например, под их воздействием у дуба, липы, вяза уменьшается размер хло-ропластов, сокращается число и размер листьев, сокращается продолжительность их жизни, уменьшается размер и плотность устьиц, общее содержание хлорофилла уменьшается в полтора-два раза (Яблоков, Остроумов, 1985).

На популяционно-видовом уровне негативное воздействие человека на биотические сообщества проявляется в утрате биологического разнообразия, в сокращении численности и исчезновении отдельных видов. По свидетельству ботаников, обеднение флоры наблюдается во всех растительных зонах и на всех, кроме Антарктиды, материках. Причем наиболее уязвимой оказывается флора островов.

Разрушение естественных природных сообществ уже вызвало исчезновение ряда растений. В недалеком будущем множество видов растений, которые сегодня сокращаются в численности, также окажутся под угрозой исчезновения. В общей сложности во всем мире нуждаются в охране 25—30 тыс. видов растений, или 10% мировой флоры. Доля вымерших видов во всех странах составляет более 0,5% общего числа видов флоры мира, а в таких регионах, как Гавайские острова, более 11 % (табл. 16.2, Малышев, 1981).

Список использованной литературы:

1.     Лавров С.Б., Глобальные проблемы современности: части1, часть2. –

СПб., 1993.

2.     Возняк В.Я., Файтельман Н.Г., Арбатов А.А. и др., Экологическое

оздоровление экономики., М., Наука, 1994г.

3.     Данилов-Данилян В.И., Экология охрана природы и экологическая

безопасность. МНЭПУ, 1997

4.     Кораблева А.И. Оценка загрязнения водных экосистем тяжелыми металлами / Водные ресурсы. 1991. №2

5.    Охрана окружающей среды: Учеб. / Белов С. В., Барбинов А. Ф., Козьяков А. Ф. и др. - 2-е изд., испр. и доп. - М.: Высш. шк., 2004.

6.    А. Н. Матвеев, В. П. Самусенок, А. Л. Юрьев – Оценка воздействия на окружающую среду. Учебное пособие, 2007 г.