Контрольная работа по «Экология»

Министерство образования и науки Российской Федерации

Филиал федерального государственного автономного образовательного

учреждения высшего профессионального образования

«Российский государственный профессионально-педагогический                   университе» в г. Советском

Кафедра профессионально-педагогического образования

 

 

 

 

Контрольная работа

по дисциплине

«Экология»

Вариант №11

 

 

 

 

Выполнил: Чепелев В.А.

                                               Группа  Св-311 ПВД 

                               Проверил:

 

 

 

 

 

 

 

Советский 2015 
СОДЕРЖАНИЕ

 

 

1. Биогеохимический круговорот (цикл) углерода. Нарушение его антропогенной деятельностью.

 

По современным оценкам, в атмосфере содержится 6160·109 т, или 1,4·1016 моль СО2. Основное поступление двуокиси углерода в атмосферу осуществляется в процессе дыхания, горения и разложения. Напротив, основной источник кислорода - процесс фотосинтеза, который, в свою очередь, ответственен за основное поглощение СО2 (коло 66·109 т/год, или 1,5·1015 моль/год). Поскольку двуокись углерода в определенной степени растворима в воде, должен учитываться обмен с глобальным океаном. Приблизительное поглощение СО2 в системе «атмосфера - океан» составляет 7·1015 моль/год (308·109 т/год), высвобождение - 6·1015 моль/год (264·109 т/год). Время существования СО2 в атмосфере - около 2 лет, что достаточно для относительно равномерного распределения этого газа в глобальной атмосфере. В Мировом океане, наряду с присутствием в живых организмах, углерод представлен также в виде растворенного и взвешенного органического вещества и таких неорганических соединений, как СО2 и ионы НСО3- , СО32-. Количество СО2 в океане в 6 раз превышает его количество в атмосфере.

Процессы, контролирующие содержание СО2 в атмосфере (растворение в океане, фотосинтез и формирование карбонатов), играют важную роль в поддержании равновесия в системе «биосфера-атмосфера-гидросфера». Для растений и микроорганизмов важнейшим является фотосинтез. Разница между затратами на общий фотосинтез и дыхание определяется как «чистая первичная продуктивность», распределение ее величин в основных экологических зонах показано в таблице №1.

 

Глобальные экосистемы	Площадь, ×106 км2	Биомасса,×109 т	Годовой прирост,×109 т
Полярная	8,1	13,8	1,3
Хвойные леса	23,2	439,1	15,2
Умеренная зона	22,5	278,7	18,0
Субтропики	24,3	323,9	34,6
Тропики	55,9	1347,1	102,5
Общая суша	133,9	2402,1	171,6
Озера и реки	2,0	0,04	1,0
Ледники	13,9	0	0
Всего на континентах	149,3	2402,5	172,6
Океаны	361,0	0,2	60,0
Земля в целом	510,3	2402,7	232,6

Табл. №1 Чистая первичная продуктивность в основных экосистемах Земли

На суше процесс фотосинтеза часто ограничен дефицитом питательных веществ, но в большей степени это ограничение определяется дефицитом воды и низкими температурами. Поэтому субтропические и тропические экосистемы вносят в глобальную продуктивность намного больший вклад, чем это можно предположить, основываясь на относительной доле их площади на поверхности Земли.

Вклад океана в глобальную продуктивность намного меньше, чем суши, несмотря на значительно большую площадь поверхности. Причина определяется большим дефицитом питательных веществ в поверхностных водах, что ограничивает процесс фотосинтеза. Продукция океанов в основном концентрируется в прибрежных водах.

Процессы синтеза и деградации органической массы в океане существенно отличается от аналогичных процессов на суше. Фитопланктон продуцирует основную часть фотосинтезированной органической массы. Сухая масса фитопланктона на три порядка меньше, чем вся глобальная биомасса суши, тогда как ежегодная продукция - только в три раза меньше. Это может быть объяснено большими скоростями жизненных циклов фитопланктона по сравнению с наземной растительностью. Современные оценки позволяют считать, что ежегодная продукция фотосинтеза в океане варьирует от 20-30·109 до 100·109 т органического углерода со средними величинами около 50-60·109 т. (Табл.№3)

 

Рис. 1 Круговорот углерода в природе

 

Запасы	С, ×109 т
Атмосфера, СО2	1680
Глобальная суша:  предантропогенная растительная биомасса  современная природная растительная биомасса	1150 900
Почвенный покров:  лесная подстилка  торфы  гумус	100 250 1200
Всего	1550
Океан:  Фотосинтезирующие организмы  Гетеротрофы  Растворимое и взвешенное органическое вещество  Гидрокарбонатные ионы в растворе	1,7 2,3 2100 38539
Всего	40643
Земная кора:  Осадочная оболочка, Сорг.  Осадочная оболочка, Сс  Континентальный гранитный слой, Сорг.  Континентальный гранитный слой, Сс	15 млн. 81 млн. 4 млн. 18 млн.
Всего	118 млн.
Общая глобальная масса углерода	118044773

Табл. №2 Запасы углерода в биосфере и земной коре

 

Запасы углерода на Земле сосредоточены в основном в виде карбонатов и органических соединений, причем обе эти формы имеют биотическое происхождение. Небиотические карбонаты, например, вулканического происхождения, скорее исключение из правил. Связующим звеном между карбонатами и органическими соединениями является СО2, которая служит исходным материалом как для фотосинтеза органических веществ, так и для микробного формирования карбонатов.

Атмосферная СО2 является производной биологических, физических, химических и антропогенных процессов. Происходит обмен углерода между атмосферой, океаном, наземной биосферой. (Рис.1)

 

2. Физическое (энергетическое) загрязнение окружающей среды: виды и их характеристика

 

Главнейшим и наиболее распространенным видом отрицательного воздействия человека на биосферу является загрязнение. Большинство острейших экологических ситуаций в мире и в России, так или иначе, связаны с загрязнением окружающей природной среды (Чернобыль, кислотные дожди, опасные отходы). Однако, в своей работе, я уделю особое внимание физическим загрязнениям.

Физические загрязнения, в свою очередь, подразделяются на: тепловые, шумовые, ионизирующие, электромагнитные, вибрации. Рассмотрим источники, действие этих подвидов на окружающую среду и здоровье человека.

2.1 Шумовое загрязнение

 

Шумовое загрязнение - превышение естественного уровня шумового фона или ненормальное изменение звуковых характеристик: периодичности, силы звука и т.п. Шумовое загрязнение приводят к повышенной утомляемости человека и животных, понижению производительности труда, физическим и нервным заболеваниям. Раздражающие шумы существуют и в природе (абиотические и биотические), однако считать загрязнением их неверно, поскольку живые организмы адаптировались к ним в процессе эволюции. Главным источником шумового загрязнения являются транспортные средства — автомобили, железнодорожные поезда и самолёты.

В городах уровень шумового загрязнения в жилых районах может быть сильно увеличен за счёт неправильного городского планирования (например, расположение аэропорта в черте города). Помимо транспорта (60ч80 % шумового загрязнения) другими важными источниками шумового загрязнения в городах являются промышленные предприятия, строительные и ремонтные работы, автомобильная сигнализация, собачий лай, шумные люди и т. д.

С наступлением постиндустриальной эпохи всё больше и больше источников шумового загрязнения (а также электромагнитного) появляется и внутри жилища человека. Источником этого шума является бытовая и офисная техника. Более половины населения Западной Европы проживает в районах, где уровень шума составляет 55ч70 дБ. Шум в определённых условиях может оказывать значительное влияние на здоровье и поведение человека. Шум может вызывать раздражение и агрессию, артериальную гипертензию (повышение артериального давления), тиннитус (шум в ушах), потерю слуха.

Наибольшее раздражение вызывает шум в диапазоне частот 3000ч5000 Гц. Хроническая подверженность шуму на уровне более 90 дБ может привести к потере слуха.

При шуме на уровне более 110 дБ у человека возникает звуковое опьянение, по субъективным ощущениям аналогичное алкогольному или наркотическому.

При шуме на уровне 145 дБ у человека происходит разрыв барабанных перепонок.

 Женщины менее устойчивы  к сильному шуму, чем мужчины. Кроме того, восприимчивость к  шуму зависит также от возраста, темперамента, состояния здоровья, окружающих условий и т. д.

Дискомфорт вызывает не только шумовое загрязнение, но и полное отсутствие шума. Более того, звуки определённой силы повышают работоспособность и стимулируют процесс мышления (в особенности процесс счёта) и, наоборот, при полном отсутствии шумов человек теряет работоспособность и испытывает стресс. Наиболее оптимальными для человеческого уха являются естественные шумы: шелест листьев, журчание воды, пение птиц. Индустриальные шумы любой мощности не способствуют улучшению самочувствия.

Вредное воздействие шума известно издревле. Например, в Средние века существовала казнь «под колоколом». Звон колокола медленно убивал человека.

Помимо вредного влияния на здоровье человека, шумовое загрязнение быстро вызывает нарушение естественного баланса в экосистемах. Шумовое загрязнение может приводить к нарушению ориентирования в пространстве, общения, поиска пищи и т. д. В связи с этим некоторые животные начинают издавать более громкие звуки, из-за чего они сами будут становиться в роли вторичных звуковых загрязнителей, ещё сильнее нарушая равновесие в экосистеме.

Одним из самых известных случаев ущерба, наносимого шумовым загрязнением природе, является многочисленные случаи, когда дельфины и киты выбрасывались на берег, теряя ориентацию из-за громких звуков военных гидролокаторов (сонаров).

В настоящее время разработано много методик, позволяющих уменьшить или устранить некоторые шумы.

Шумовое загрязнение от какого-либо объекта можно до некоторой степени уменьшить, если на этапе разработки проекта этого объекта смоделировать с учётом различных внешних условий (например, топология и погодные условия местности) характер шумов, которые будут возникать и затем отыскать пути их устранения или хотя бы уменьшения. В настоящее время этот способ стал гораздо проще и доступнее за счёт развития электронно-вычислительной техники. Это наиболее дешёвый и рациональный способ снижения шумов, использующийся, например, при строительстве железных дорог в городских районах.

 

2.2 Электромагнитное загрязнение

 

Электромагнитное загрязнение (ЭМП антропогенного происхождения или электромагнитный смог) — это совокупность электромагнитных полей, разнообразных частот, негативно влияющих на человека.

Мы хорошо знаем, что биоритмы нашего тела находятся в самой тесной связи с движением Земли по околосолнечной орбите и интенсивностью окружающих нас электромагнитных полей. Все существа на Земле как бы настроены на частоту около 8 Гц, свойственную электромагнитному полю планеты. Изменения в пульсации энергии Земли непосредственно влияют на кровяное давление, дыхание, работу сердца, иммунную систему организма и даже выработку гормонов.

Электрический ток всегда порождает магнитное поле в окружающем пространстве. Поэтому электричество, так или иначе, причастно к любой фазе умственной или физической деятельности. Статистика показывает, что в период магнитных бурь на Земле заметно увеличивается количество людей, обращающихся к услугам психиатров. Экспериментально установлено, что аномалии в магнитных полях порождают аномалии в поведении людей и животных.

Так была проведена научная экспертиза, влияния электромагнитного загрязнения (излучения) на человека. В ходе одного научного эксперимента под землей были сооружены две полностью изолированные комнаты, причем одна из комнат была защищена от магнитного поля Земли, а другая - нет. В этих комнатах на протяжении двух месяцев попеременно находились несколько сотен людей. У обитателей обеих комнат со временем появились отклонения в физиологических процессах и поведении, но люди, которые жили в комнате, изолированной от магнитного поля Земли, почти полностью потеряли ориентацию. Затем в комнате было создано электромагнитное поле, имитирующее поле Земли, и все аномальные явления у ее жильцов быстро исчезли. Очевидно, именно поле Земли определяет ход наших биологических часов.

Между тем, в нынешнем столетии люди резко изменили характер электромагнитной среды. Естественное планетарное поле теперь насыщено искусственными источниками электромагнитного загрязнения. В США, например, насчитывается более 500 тысяч миль высоковольтных линий передач, свыше 10 тысяч радио- и теле станций, 35 миллионов различных электрических датчиков, 10 миллионов микроволновых печей и 250 тысяч радиотелефонов вместе с трансляционными станциями. Плотность радиоволн на поверхности Земли сегодня превосходит мощность солнечного излучения в 100 миллионов раз. Каковы же последствия подобного вторжения в природный мир?

Есть основания полагать, что люди, работающие в зоне загрязненной электромагнитным полем высоковольтных кабелей, имеют в 5-8 раз больше шансов заболеть лейкемией. Для рабочих, обслуживающих радары, в 3-12 раз увеличивается риск заболеть полицитемией - болезнью крови, характеризующийся избытком красных кровяных телец. Установлено, что раковые клетки, подвергнутые облучению ЭМП с частотой в 60 герц, начинают расти в шесть раз быстрее обычного.