§3. Основные задачи экологии

Глобальной задачей экологической науки является, несомненно, сохранение среды обитания человека. Решение ее связано с решением ряда взаимосвязанных задач конкретной направленности, которые могут быть сформулированы следующим образом:

1. Исследование закономерностей организации жизни, в том числе в связи с антропогенным воздействием на биосферу.

2. Создание научной основы рациональной эксплуатации биологических ресурсов.

3. Прогнозирование изменений в природе под влиянием деятельности человека.

4. Экологическая индикация загрязнения природных сред.

5. Восстановление нарушенных природных систем.

6. Сохранение (консервация) эталонных участков биосферы.

Инженер-строитель в процессе проектирования и строительства различных объектов, а также в период их эксплуатации должен представлять, как они будут влиять на окружающую среду и живые организмы. Необходимо хорошо знать взаимосвязь процессов строительного производства и процессов, происходящих в биосфере. Поэтому сейчас выделяется новая отрасль строительной науки - строительная экология. Ее основными задачами являются:

1. Оптимизация архитектурных, конструкторских и технологических разработок с целью исключения негативных воздействий на природу.

2. Прогнозирование и оценка возможных негативных последствий строительства и эксплуатации зданий и сооружений для окружающей среды.

3. Использование биопозитивных архитектурных и конструктивных решений.

4. Исследования в области применения отходов производства при изготовлении строительных материалов и исключения поступления отходов в окружающую среду.

Глава 2.

БИОСФЕРА ЗЕМЛИ И ЕЕ РАЗВИТИЕ

§1. Основы учения о биосфере

биосфера - это наружная оболочка Земли, включающая все живое вещество и область его распространения

жизнь – это активное, протекающее с затратами полученной из вне энергии, поддержание и самовоспроизведение специфической структуры

§2. Уровни организации живой материи

\

Границы биосферы вырисовываются следующим образом (рис.1):

О₃

АТМОСФЕРА

18...22 км

ГИДРОСФЕРА ЛИТОСФЕРА

5 км

11,5 км

Рис.1. Границы биосферы

Верхней границей биосферы, т.е. верхней границей распространения если и не жизнедеятельных, то жизнеспособных существ, является защитный озоновый слой в атмосфере на высоте 18...22 км, где давление воздуха в четыре раза меньше, чем у поверхности Земли, и постоянная температура -60 ⁰С. Выше озонового слоя в космическом излучении сохраняется много фотонов высоких энергий, убийственных не только для обычных земных организмов, но и для их зачатков, например, спор микроорганизмов.

Относительно плотные скопления живых организмов в атмосфере встречаются на высотах 7-8 км в районах вечных снегов. Это холодостойкие зеленые, диатомовые и синезеленые водоросли (всего около 100 видов). Вместе с ними сосуществуют аэробные спорообразующие бактерии, а также питающиеся ими низшие насекомые.

Нижняя граница биосферы на суше располагается на глубине около 5 км, где обнаружены очаги бактерий, «разъедающих» скопления нефти. Здесь следует заметить, что при расширении и углублении вторжения человека в недра эта жизнь может активизироваться и не известно, какие при этом возникнут последствия.

В океане животными и бактериями населены все известные глубины до 11,5 км при постоянной температуре около 0 ⁰С и давлении в 1100 раз больше приземно-атмосферного.

Строение биосферы отличается многослойностью, имеющей три особенности:

1. Все условно сферические слои биосферы хорошо различимы, они не перемешиваются, а лишь проникают друг в друга. Так, в атмосфере висят аэрозоли, способные местами повышать плотность жидкого вещества до значений, характерных для гидросферы. То же относится и к природным водам, содержащим огромное количество газов. Тем более это относится к почвам, имеющим свою атмосферу и гидросферу. Поэтому можно говорить о глубоком массо- и энергообмене различных сфер биосферы.

2. Все сферы и их слои парагенетичны, т.е. взаимообусловлены. Например, в отдельном районе биосферы взаимно обусловлены воздушные и растительные массы.

3. Отдельные слои биосферы неодинаковы по своим функциям и подразделяются на три типа: периферийные, открытые в стороны от биосферы в литосферу или верхнюю атмосферу (через них происходит потеря или поступление вещества извне); обычные, имеющие большую толщину с относительно небольшой концентрацией веществ и интенсивностью местных процессов, и тонкие, располагающиеся между некоторыми сильно различающимися обычными слоями.

Из компонентов биосферы, выделенных В.И.Вернадским, важнейшими являются:

• живое вещество, т.е. совокупность живых организмов, являющихся мощным геологическим фактором, формирующим облик Земли;

• биогенное вещество - созданные живыми организмами осадочные породы (каменный уголь, нефть, торф, мел, известняк, мрамор и т.д.);

• косное вещество - горные породы неорганического происхождения;

• биокосное вещество, сочетающее в себе свойства живого и косного вещества и представляющее собой продукты распада и переработки горных и осадочных пород живыми организмами (почва).