Предмет, объект и задачи экологии. Ее связь с безопасностью жизнедеятельности

Одно из фундаментальных  свойств биосферы - это изменчивость ее свойств во времени. В последние  годы проводилось активное изучение временных вариаций состояния горных пород с точки зрения проблемы прогноза землетрясений и современной геодинамики. Одним из основных факторов, стимулирующих данные исследования, явился рост техногенной нагрузки на биосферу и увеличение глубины воздействия на нее человека. Это привело к возрастанию числа происходящих катастроф, включая районы, считавшиеся стабильными. 

Анализ и сопоставление  многочисленных экспериментальных  данных позволили нам выделить ряд  устойчивых особенностей динамики процессов, происходящих в литосфере и других геосферах. В процессе исследований мы установили, что они справедливы для очень широкого круга процессов, происходящих не только в литосфере, но и в атмосфере, гидросфере, космосе, социальных сферах. Данные закономерности можно трактовать, как общие и индивидуальные черты изменения состояния биосферы под воздействием внешних факторов.

1. Реакция биосферы  на внешние воздействия часто  носит нелинейный характер и  изменяется во времени. Формально  имеют место временные вариации нелинейных свойств биосферы и ее отдельных частей. Характер и сила наблюдаемой реакции могут не соответствовать параметрам внешних воздействий. Реакция биосферы может быть "нормальной" (какой она должна быть), сдвинутой во времени, слабой или очень резкой (последнее характерно для систем, находящихся в неустойчивом или критическом состоянии).

2. Биосфера не  реагирует на все воздействия  одновременно, ее реакция носит  избирательный характер, при этом  чувствительность к воздействиям  изменяется во времени. При достижении некоего критического состояния воздействие даже слабого одиночного импульса может перевести такую систему к другому динамическому режиму или к неожиданному быстро протекающему событию.

3. Различные  виды реакций справедливы для  одного и того же объекта среды, но в разное время. Таким образом, один и тот же объект среды в разные интервалы времени реагирует на одинаковые воздействия по-разному. А разные подобные объекты в одно и то же время реагируют на одни и те же внешние воздействия по-разному. Отдельно взятый объект может проходить через один или несколько видов реакции, а также через их комбинации.

4. Причины изменения  характера реакции биосферы обусловлены  не только изменением характера  воздействий, но и свойствами  самой среды. Это значит, что характер реакции объектов на внешние воздействия регулируется самой средой. Способность конкретного объекта воспринимать внешнее воздействие и его реакция зависят от внутреннего напряженного состояния среды в конкретный момент, а также от ее готовности, именно в данное время, откликаться на внешнее воздействие.

5. Изменения  состояния среды характеризуются  различными типами временных  вариаций - трендовыми (однонаправленными), ритмическими, импульсными и шумовыми. Структура наблюдаемых временных  рядов, имеющая обычно сложную форму, обусловлена в основном суперпозицией доминирующих в этих рядах гармоник. Характер суперпозиции может быть как конструктивным, так и деструктивным.

6. Биосфера и  ее объекты проявляют стремление  к самоорганизации и хаотизации. Самоорганизация проявляется в установлении стабильных и продолжительных ритмических изменений состояния среды, хаотизация - в их исчезновении. Смены относительно упорядоченных и хаотических состояний также происходят то ритмично, то беспорядочно.

7. Ритмы - это одна из компонент упорядоченного состояния биосферы. Величины ритмов варьируют в очень широких пределах. Одновременно существует множество ритмов в определенных иерархических соотношениях, однако может доминировать только один или несколько ритмов, независимо от их положения в иерархии. Ритмы могут меняться по амплитуде, сползать на другие периоды, сменяться на другие, исчезать.

8. Каждый отдельно  рассматриваемый объект в конкретном  временном интервале имеет свои  собственные режимы изменений.  Индивидуальные черты протекающих в нем процессов заключаются в различной интенсивности, размахе, продолжительности и степени упорядоченности наблюдаемых вариаций, наличии собственных ритмов.

9. Эффект от  внешнего воздействия на отдельно  взятый объект характеризуется  большей амплитудой, размахом и носит более упорядоченный характер, чем эффект воздействия на совокупность объектов. Объект обладает индивидуальными геодинамическими режимами, но при рассмотрении совокупности объектов индивидуальные эффекты смешиваются.  
 

4й  вопрос. Закон биогенной  миграции атомов  В.И.Вернадского. 

Закон биогенной  миграции атомов (или закон Вернадского): миграция химических элементов на земной поверхности и в биосфере в  целом осуществляется под превосходящим  влиянием живого вещества, организмов. Так происходило и в геологическом прошлом, миллионы лет назад, так происходит и в современных условиях. Живое вещество или принимает участие в биохимических процессах непосредственно, или создает соответствующую, обогащенную кислородом, углекислым газом, водородом, азотом, фосфором и другими веществами, среду. Этот закон имеет важное практическое и теоретическое значение. Понимание всех химических процессов, которые происходят в геосферах, невозможно без учета действия биогенных факторов, в частности — эволюционных. В наше время люди влияют на состояние биосферы, изменяя ее физический и химический состав, условия сбалансированной веками биогенной миграции атомов. В будущем это послужит причиной очень отрицательных изменений, которые приобретают способность саморозвиваться и становятся глобальными, неуправляемыми (опустынивание, деградация грунта, вымирание тысяч видов организмов). С помощью этого закона можно сознательно и активно предотвращать развитие таких отрицательных явлений, руководить биогеохимическими процессами, используя «мягкие» экологические методы. 
 

5й  вопрос. Виды загрязнений  биосферы. 

Загрязнение атмосферы 

Существует три  основных (искусственных) источника  загрязнения атмосферы: 

1.  Промышленность

 

      Сжигание твердых отходов, выхлопные газы автомобилей, выбросы предприятий приводят к образованию более 1000 млн. тонн в год оксида углерода. Это ведет к повышению температуры на планете и усилению парникового эффекта. 

      Источниками выбросов в атмосферу  сероводорода, сероуглерода являются предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара, нефтеперерабатывающие заводы. 

      Из факелов химических предприятий,  предприятий цветной и черной  металлургии, ТЭЦ происходит выброс  в атмосферу сернистого ангидрита.  Он является причиной кислотных дождей, подкисления почвы, ухудшения состояния верхних дыхательных путей человека. 

      Высокотоксичные фтористые соединения  выбрасываются в атмосферу предприятиями,  производящими сталь, алюминий, стекло, фосфорные удобрения.

  

2.Аэрозольное  загрязнение 

      Основными источниками являются  угольные ТЭЦ, цементные и металлургические  заводы. При определенных погодных  условиях, когда отсутствует движение  воздушных масс, образуется фотохимический  смог. Он крайне опасен для  дыхательных путей, кровеносной системы человека. Часто является причиной смерти городских жителей с ослабленным здоровьем.

   3. Радиоактивные загрязнения 

      В начале 60 годов XX века искусственный  радиоактивный фон достиг угрожающих  размеров. Поэтому в 1963 году был  подписан Московский договор о запрете испытания ядерного оружия в воздухе, космосе, под водой. 

      Экономический ущерб от загрязнения  атмосферы оценить невозможно. В  США подсчитали, что он составляет  около 300 млрд. долларов в год  без учета подорванного здоровья населения и увеличения смертности. 

Загрязнение почвы 

Почва - среда, где  взаимодействует большая часть  элементов биосферы: вода и воздух, климат, растительные и животные организмы. 

Деятельность  человека привела к случаям прогибания земной коры под крупными водохранилищами, городами, в районах добычи угля (Польша, Германия, США, Англия, Донецкий угольный бассейн). Отрицательно воздействует на почву горное производство, особенно при открытом способе разработки полезных ископаемых. При этом из сельскохозяйственного оборота выводятся земли, атмосфера загрязняется вредными выбросами, происходит провисание земной коры. Разработка новых земель в засушливых и полузасушливых районах приводит к выдуванию и эрозии почвы. За 100 лет выведено из оборота более 2 млрд. га земли. Бесконтрольное внесение в почву неорганических удобрений и пестицидов приводит к разрушению микрофлоры почвы, постепенному её засолонению и бесплодию. 

Опасным фактором является загрязнение территории ракетным топливом. 

На полигонах "Капустин Яр", "Плисецк", "Байконур" обнаружены недопустимые концентрации ракетного топлива на растительности, в грунте, в воде. Исследования показали, что уменьшение концентрации вредных веществ до допустимого уровня происходит более чем за 20 лет. 

Итак, хорошее  состояние почвы полезно и само по себе и, кроме того, предотвращает деградацию соседних экосистем. Таким образом, деятельность человека причиняет ущерб окружающей среде, независимо от его добрых намерений, и задача состоит в том, чтобы сделать последствия этой деятельности наименее пагубными. 
 

6й  вопрос. Среда обитания  организмов. Экологические  факторы. 

Понятие о среде  обитания и экологических факторах

Среда обитания организма - это совокупность абиотических и биотических условий его  жизни. Свойства среды постоянно меняются, и любое существо, чтобы выжить, приспосабливается к этим изменениям.

Земной биотой освоены три основные среды обитания: водная, наземно-воздушная и почвенная  вместе с горными породами приповерхностной части литосферы. Биологи еще  часто выделяют четвертую среду жизни - сами живые организмы, заселенные паразитами и симбионтами.

Воздействие среды  воспринимается организмами через  посредство факторов среды, называемых экологическими.

Экологические факторы - это определенные условия  и элементы среды, которые оказывают специфическое воздействие на организм. Они подразделяются на абиотические, биотические и антропогенные (рис. 2.1).

Абиотическими факторами называют всю совокупность факторов неорганической среды, влияющих на жизнь и распространение животных и растений. Среди них различают физические, химические и эдафические.

Физические факторы - это те, источником которых служит физическое состояние или явление (механическое, волновое и др.). Например, температура, если она высокая - будет  ожог, если очень низкая - обмораживание. На действие температуры могут повлиять и другие факторы: в воде - течение, на суше - ветер и влажность, и т. п.

Химические факторы - это те, которые происходят от химического  состава среды. Например, соленость  воды, если она высокая, жизнь в водоеме может вовсе отсутствовать (Мертвое море), но в то же время в пресной воде не могут жить большинство морских организмов. От достаточности содержания кислорода зависит жизнь животных на суше и в воде, и т. п.

Эдафические факторы, т. е. почвенные, - это совокупность химических, физических и механических свойств почв и горных пород, оказывающих воздействие как на организмы, живущие в них, т. е. для которых они являются средой обитания, так и на корневую систему растений. Хорошо известны влияния химических компонентов (биогенных элементов), температуры, влажности, структуры почв, содержания гумуса и т. п на рост и развитие растений. 
 

Экологический фактор - условие среды, на которое  живое реагирует приспособительными реакциями. Экологические факторы определяют условия существования организмов. Различают абиотические, биотические, природные и антропогенные экологические факторы

Экологические факторы - отдельные элементы среды, взаимодействующие с организмами.

Различают абиотические, биотические фыкторы и анторопогенный фактор.1.Абиотичесекие факторы: свет, температура, влажность и другие компоненты климата, состав воздуха, почвы и пр., т.е. элементы неживой природы.2.Биотические факторы: живые тела, или организмы, всевозможные взаимодейтсвия между ними.3.Антропогенные факторы: вырубка леса, осушение болот, возведение плотины, выброс в атмосферу различных химических в-в и пр. (т.е. деятельность человека).

Разные экологические  факторы действуют на организмы  определенными путями. Соответственно организмы имеют морфологические физиологичсекие, поведенические приспособления к ним.

Экологичсекие факторы бывают разной интенсивности (в недостатке, в норме, или в  избытке). Температура среды, например, бывает высокой, средней или низкой. Интенсивность фактора, при действии которого организм испытывает наиболее благоприятные воздействие на жизендеятельность, называют оптимумом.

Отклонением от оптимума. как в сторону понижения, так и в сторону повышения  интенсивности фактора вызывают угнетенное состояние организма (бывают верхние и нижние границы выносливости по каждому фактору).

Оптимум енодинаков для разных видов живых организмов (холодостойких и теплолюбивых, влагостойких и сухолюбивых, теневыносливых и  светолюбивых и пр.).

На организм одноаременно действуют не один, а несколько факторов (их комплекс).

При оптимальной  температуре повывшается выносливость к неблагоприятной влажности  или недостатку пищи; обилие пищи увеличивает  устойчивость к понижению температуры. Однако ни один из небходимых факторов ен может быть заменен другим.