Лекции По Экологии (Зеленская М. В.)

Основные понятия экологии

(экос – дом, лог – знания)

Экология—наука о взаимоотношениях живых организмов со средой обитания. Термин был предложен в 1866г. немецким биологом Эрнстом Геккелем. Свое развитие экология получила во второй половине ХХ века , в связи в возросшим антропогенным воздействием на окружающую среду.

Биосфера (термин был предложен австрийским ученым Зюссом) – это наружняя оболочка Земли , включающая в себя область распространения жизни, т.е. все живые организмы называются биотами (биота). Толщина биосферы составляет 18км и включает в себя приземный слой атмосферы (примерно 12км в приделах тропосферы), всю гидросферу и поверхностный слой литосферы ( т.е. твердой оболочки земли 3 км).

Различают три вида вещества в биосфере:

1.Косное (неживое) – минералы, вода

2.Биокосное ( возникшее их живого)

3.Живое ( биота )

Между живой и неживой природой происходит материальный и энергетически обмен, который создается и поддерживается космической энергией солнца. Распространение и накопление солнечной энергии на Земле осуществляется по средствам двух природных явлений:

1.геохимического круговорота веществ и энергии (испарение конденсация, перемещение воздушных масс, разрушение минералов)

2.биохимического круговорота, важнейшей стадией которого является фотосинтез.

Фотосинтез – синтез органических веществ из неорганических, осуществляемый в листьях зеленых растений и сопровождающийся поглощением энергии солнечного ультрафиолета, и выделением молекулярного кислорода.

Таким образом, солнечная энергия уравнивается и превращается в энергию новых химических связей в органическом веществе.

Жизнь возникла из косной т.е. неживой материи примерно 3,5млр. лет назад и оказывает на неё существенное воздействие: современный состав атмосферы, водоемов и сами почвы сформировались под воздействием живых организмов .

В процессе эволюции сформировалось два типа питания живых организмов:

1.автотрофные (самопитающиеся)-основаны на потребление в пищу неорганических веществ. Все автотрофы называются продуцентами (производителями), к ним относятся

а) хемоавтотрофы - неорганические вещества и энергию выделяющие при химической реакции

б) фотоавтотрофы используют для питания неорганические вещества и усваивают энергию солнечного ультрафиолета

2.гетеротрофные (несамостоятельные) – питание основано на потребление в пищу готовых органических веществ. Различают:

а) консументы (потребители), которые могут быть первого порядка, т.е. потребляющие органические вещества растительного происхождения (фитофаги) и второго порядка, т.е. потребляющие органические вещества животного происхождения (зоофаги)

б) детритофаги - живые организмы, потребляющие в пищу мертвое органическое вещество отходов и трупов и преобразует его в новые органические вещества, являются основной питательного компонента почвы - гумуса .

в) редуценты (восстановители) – завершают процесс преобразования органических веществ, преобразуя их в биогенные неорганические вещества, пригодные для питания продуцентов (нитраты, фосфаты)

Составными частями биосферы являются экосистемы

Экосистема (биоценоз) – единый природный комплекс, в котором живые и косные компоненты связаны между собой обменом веществ и энергий.

Классификация экосистемы:

1.макро или глобальные экосистемы состоят из подсистем более низкого уровня

2.Мезоэкосистемы (между)

3.Микроэкосистемы

С развитием научно-технического прогресса человек расширил естественные границы биосферы, вышел в космическое пространство, проник в верхний слой литосферы, таким образом учеными введено понятие ноосферы (сфера разума).

Ноосфера – земное и космическое пространство, которое создается и управляется человеком.

Обратной стороной научно – технического прогресса является активное воздействие человека на природу и возникновение в связи с этим ряда глобальных проблем экологии:

1.изменение состава атмосферы, следствие изменение климата планеты (накопление углекислого газа)

2.загрязнение, изменение гидросферы

3.загрязение литосферы и почвы

3.изменение биоты

4.проблемы, связанные с производством электроэнергии

5.образование отходов

7.развитие транспорта

8.проблемы в сельском и лесном хозяйстве

Таким образом, основными задачами экологии является:

1.прогнозирование изменение состояния окружающей среды в результате антропогенного воздействия

2.разработка научных концепций охраны окружающей среду и рационального использования природный ресурсов

3.наблюдение за состоянием окружающей среды – экологический мониторинг

Классификация систем мониторинга:

1.глобальный мониторинг – на основе международного сотрудничества

2.национальный мониторинг – общегосударственная система контроля состояние окружающей среды

3.региональный мониторинг – в пределах, какого – либо региона

4.локальный – в пределах, предприятия цеха или рабочего места

Классификация загрязнений окружающей среды:

1Механическая ( уличный мусор, изношенные автомобили и т.д.) токсичного действия не оказывает, но влияет на эстетическое восприятие окружающей среды

2.Химическое – изменение химических характеристик окружающей среды

3.Физическая – изменение характеристик окружающей среды ( световое – изменение естественной освещенности, тепловые – изменения естественной температуры)

4.Биологическое и микробиологическое – это развитие следствия создавшихся благоприятных условий, популяций каких – либо растений, животных или микроорганизмов.

Экологическими стандартами качества окружающей среды является предельно – допустимые концентрации в ней загрязняющих веществ (ПДК)

ПДК – предельное содержание веществ в окружающей среде, которое не оказывает вредного воздействия на человека и окружающую среду в целом

В зависимости от величины ПДК различают следующие классы опасности:

I – чрезвычайно – опасные

II – высоко – опасные

III – умеренно – опасные

IV – мало – опасные

Разновидности ПДК:

ПДКв – максимальное содержание вещества в водоемах питьевого и культурно – бытового назначение

ПДКр/х – для водоемов рыбо – хозяйственных

ПДКсс – максимальное содержание вещества в воздухе

ПДКмр - максимальное содержание вещества в воздухе, которое не оказывает негативного воздействия при дыхании в течение 20мин

ПДКрз - максимальное содержание вещества в воздухе рабочей зоны, которое не вызывает негативных изменение в организме человека при вдыхании в течение рабочего дня и на протяжении всего рабочего стажа

Защита гидросферы

Гидросфера – водная оболочка Земли, занимающая более 70% поверхности Земного шара.

m = 1,4 * 10 в 18степени т

Толщина слоя океанической воды = 0,003% от диаметра

На долю пресных вод приходится 2,5% от общего запаса воды на Земле

С точки зрения экологии роль гидросферы заключается в том, что она является средой обитания многих живых организмов, а так же средой в которой происходят процессы, связанные с поддерживание газового баланса на планете: огромная масса органического углерода и молекулярного кислорода производится в процессе фотосинтеза, обитающего в поверхностном слое мирового океана – фитопланктон

Роль воды в жизни человека подразделяется на водопользование и водопотребление

Водопользование не связано с забором воды из водотока. Это использование водоема в качестве зон отдыха, источников продуктов питания, транспортных артерий и т.д.

Водопотребление связано с забором воды из водотока и безвозвратной её потери или возвращение в вижу загрязненных сточных вод

Ежегодно из водоемов РФ забирается 50 км3 воды из них 80% из поверхностных источников, примерно 13% из подземных, 7% морской воды

Структура водопотребления

60% - промышленные нужды

20% - коммунально – бытовые услуги

13% - с/х

7% - прочее

Ежегодно в водоемы РФ сбрасывается 50км3 сточный вод, из них 36% отнесено к загрязненный, 10% условно – очищенным, остальные к требующим очистки

Источники загрязнения:

1.промышленные предприятия

2. коммунальное хозяйство

3. с/х

4.транспорт

Загрязняющие вещества:

1.органические соединения: нефть и нефтепродукты, жиры и масла, фенолы, пестициды, Наиболее опасным является нефть. Ежегодно в мировой океан поступает от 5 до 10 млн тонн нефти, 20% мирового океана покрыто пленкой нефти

2.нефтеорганичесские вещества: нитраты и нитриты, фосфаты, хлориды. Поступают со стоками промышленных предприятий и с атмосферными стоками.

Эвтрофикация – процесс повышения биологической продуктивности водоема в следствии увеличения содержания в нем биогенных веществ

В последствии эвтрофикации является возникновение бескислородных зон бактериальное загрязнение, замещение видов

3.Металлы: железо, магний и алюминий, а также медь, цинк, никель, кадмий, ртуть и т.д. Поступают со стоками промышленных предприятий являющихся протоплазменным.

Причины загрязнения водоемов РФ

1.неудовлетворительное техническое состояние очистных сооружений

2.возростание затрат преувеличение степени чистки сточных вод

Водные ресурсы РФ

1.озера (Байкал 20% пресной воды)

2.водохранилища 5,5 млн га

3.речной сток 530тыс км2

Наиболее загрязненной рекой РФ является Волга

Классификация сточных вод

1.по происхождению:

а) промышленные

б)коммунально 0 бытовые

в) атмосферные

2.по газово – дисперсионному состоянию

а) взвеси –суспензии и эмульсии

б) коллоидные растворы