1 Экология. Дать определение

Экология – наука о среде нашего обитания, ее живых и неживых компонентах, взаимодействии между этими компонентами – человеком, растительным и животным миром, литосферой, гидросферой и атмосферой.Это наука об особенностях взаимосвязей и согласования стратегий Природы и Человека, которая должна базироваться на идее самоограничения, разумной коэволюции техносферы и биосферы. Все решения, связанные с использованием природных или человеческих ресурсов, с вмешательством в процессы жизнедеятельности биосферы, должны приниматься с учетом их ближайших и отдаленных экологических последствий.

2 Учение Вернадского о биосфере. Ноосфера

Развернутое учение о биосфере было разработано акад. В.И.Вернадским (1926, «Биосфера»). Он рассматривал биосферу как оболочку Земли, различая газовую (атмосфера), водную (гидросфера) и каменную (литосфера) оболочки земного шара, подчеркивая также, что состав биосферы определяется деятельностью живых организмов, является результатом их совокупной химической активности в настоящем и прошлом.

Всю совокупность живых организмов он обозначал термином живое вещество, противопоставляя его косному веществу, к которому относил все геологические образования, не входящие в состав живых организмов и не созданные ими. Третья категория – биокосное вещество – комплекс взаимодействующих живого и косного веществ (океанические воды, нефть, почва). Биогенное вещество – геологические породы, созданные деятельностью живого вещества (известняки, каменный уголь). Вернадский считал, что земная кора представляет собой остатки былых биосфер.

Таким образом, биосфера, по В.И. Вернадскому, представляет собой одну из геологических оболочек земного шара, глобальную систему Земли, в которой геохимические и энергетические превращения определяются суммарной активностью всех живых организмов – живого вещества.

3. Антропогенное загрязнение атмосферы

Антропогенное загрязнение связано с выбросом различных загрязняющих веществ в процессе деятельности человека. По своим масштабам оно значительно превосходит природное загрязнение атмосферного воздуха.

В зависимости от масштабов распространения выделяют различные типы загрязнения атмосферы: местное, региональное и глобальное. Местное загрязнение характеризуется повышенным содержанием загрязняющих веществ на небольших территориях (город, промышленный район, сельскохозяйственная зона и др.) При региональном загрязнении в сферу негативного воздействия вовлекаются значительные пространства, но не вся планета. Глобальное загрязнение связано с изменением состояния атмосферы в целом.

По характеру загрязнителя загрязнение атмосферы бывает трех видов:

- физическое: механическое (пыль, твердые частицы), радиоактивное (радиоактивное излучение и изотопы), электромагнитное (различные виды электромагнитных волн, в том числе радиоволны), шумовое (различные громкие звуки и низкочастотные колебания) и тепловое загрязнение (например, выбросы теплого воздуха и т. п.);

- химическое: загрязнение газообразными веществами и аэрозолями. На сегодняшний день основные химические загрязнители атмосферного воздуха это: оксид углерода (IV), оксиды азота, диоксид серы, углеводороды, альдегиды, тяжёлые металлы (Pb, Cu, Zn, Cd, Cr), аммиак, атмосферная пыль и радиоактивные изотопы;

- биологическое: в основном загрязнение микробной природы. Например, загрязнение воздуха вегетативными формами и спорами бактерий и грибов, вирусами, а также их токсинами и продуктами жизнедеятельности.

4.Основные задачи общей экологии

Основные задачи общей экологии:

• изучение с позиций системного подхода общего состояния современной биосферы планеты, причин его формирования и особенностей развития под влиянием природных и антропогенных факторов (т.е. изучение закономерностей формирования, существования и функционирования биологических систем всех уровней во взаимосвязи с атмосферой, литосферой, гидросферой и атмосферой);

• прогноз динамики состояния биосферы во времени и расстоянии;

• разработка путей гармонизации взаимоотношений человеческого общества и природы, сохранение способности биосферы к самовосстановлению и саморегуляции с учетом основных экологических законов и общих законов оптимизации взаимосвязей общества и природы.

5. Экологические загрязнения атмосферы

Присутствие примесей в атмосферном воздухе может приводить к глобальным процессам, например, к потеплению или похолоданию другим изменениям в биосфере. Установлено, что 3-5 млн. лет назад климат был теплее, нетающие морские льды и континентальные ледники отсутствовали. Одно из объяснений базируется на предположении о существовавших в то время более высоких концентрациях углекислого газа (диоксида углерода) в атмосфере. Наблюдающийся в настоящее время рост содержания диоксида углерода в атмосфере, анализ динамики и причин этого роста позволили рассчитать, что содержание диоксида углерода в XXI в. может удвоиться. В результате этого потеплеет атмосфера и, как следствие, во второй четверти XXI столетия снова могут исчезнуть арктические льды.

Если эти прогнозы верны (существует и противоположная точка зрения), то могут произойти важные изменения в хозяйственной деятельности человека. Следствием потепления климата является рост облачности, особенно в районах крупных промышленных городов. Увеличение облачности приводит к образованию осадков и к росту числа дней с туманами. Поток солнечной радиации в городах снижается, ухудшается общая видимость. По данным наблюдений из космоса, около 31 % поверхности Земли в настоящее время закрыто облаками.

6. Блоки универсальной экологии

7. Биоценоз и биотоп. Дать определение.

Биотоп – однородное по абиотическим факторам среды пространство, занятое биоценозом (т.е. место обитания вида, организма), а биоценоз – сообщество организмов (продуцентов, консументов, редуцентов), обитающих в пределах одного биотопа. Понятие «биоценоз» условно, т.к. вне среды обитания организмы обитать не могут, но им удобно пользоваться при изучении экологических связей между организмами.

8. Основной (элементарной) функциональной единицей биосферы является экосистема – единый природный комплекс, созданный за длительный период живыми организмами и средой их обитания, где все компоненты тесно связаны обменом веществ, энергии и информации

Экосистемы – открытые термодинамические функционально целостные системы, существующие за счет поступления извне энергии и частично вещества, саморазвивающиеся и саморегулирующиеся.

9. Характеристика оксидов углерода.

Оксид углерода (СО) – газ без цвета и запаха. В производстве оксид углерода образуется вследствие процессов сгорания и восстановления: в литейных цехах, термических цехах, в топках теплоэлектростанций. Производство стали сопровождается выделением в атмосферу значительного количества газов и пыли. Выплавка одной тонны стали связана с выбросами в атмосферу 0,04 т твердых частиц, 0,03 т диоксида серы, около 0,05 т оксида углерода.

Оксид углерода входит в состав выхлопных газов машин. Он образуется преимущественно в бензиновых двигателях при работе на обогащенных топливовоздушных смесях.

10. Экологические факторы – все составляющие (элементы) природной среды, которые воздействуют на существование и развитие организмов и на которые живые организмы реагируют реакциями приспособления (после исчерпания резервов приспособления наступает смерть). Раньше выделяли три группы экологических факторов:

• абиотические (неорганические условия: химические и физические, например, состав воздуха, воды, почв, температура, освещенность, влажность, давление, уровень радиаци и т.д.);

• биотические (формы взаимодействия между организмами, например, «хозяин - паразит», «хищник - жертва»);

• антропогенные (формы деятельности человека).

Экологические факторы объединены в специальную классификацию:

1. по времени:

• факторы времени (эволюционное, историческое, действующее);

• факторы периодичности (периодичные и непериодичные);

• первичные и вторичные.

2. по происхождению:

• космические;

• абиотические;

• биотические;

• природно-антропогенные;

• техногенные;

• антропогенные.

3. по среде возникновения:

• атмосферные;

• водные;

• геоморфологические;

• физиологические (генетические, экосистемные).

4. по характеру:

• информационные;

• физические;

• химические;

• энергетические,

• биогенные;

• комплексные;

• климатические.

5. по объекту влияния:

• индивидуальные;

• групповые;

• видовые;

• социальные.

6. по степени влияния:

• летальные;

• экстремальные;

• ограничивающие;

• беспокоящие;

• мутагенные.

7. по условиям действия:

• зависимые от плотности;

• независимые от плотности.

8. по спектру действия:

• избирательного действия;

• общего действия.

11. Характеристика оксидов азота

Оксиды азота (NО_х) образуются в процессе горения при высокой температуре путем окисления части азота, находящегося в атмосферном воздухе. Под общей формулой NО_х обычно подразумевают сумму NО и NO₂. Основные источники выбросов NО_х: двигатели внутреннего сгорания, топки промышленных котлов, печи. Другим источником окислов азота являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения. NO₂ – газ желтого цвета, придающий воздуху в городах коричневатый оттенок. Отравляющее действие NО₂ начинается с легкого кашля. При повышении концентрации кашель усиливается, начинается головная боль, возникает рвота. При контакте NО₂ с водяным паром, поверхностью слизистой оболочки образуются кислоты HNO₃ и HNO₂, что может привести к отеку легких. Продолжительность нахождения NО₂ в атмосфере – около 3 суток.

Основной техногенный источник выбросов углеводородов С_mН_n – пары бензина, метан, пентан, гексан) – автотранспорт. Его удельный вес составляет более 50% от общего объема выбросов. При неполном сгорании топлива происходит также выброс циклических углеводородов, обладающих канцерогенными свойствами. Особенно много канцерогенных веществ содержится в саже, выбрасываемой дизельными двигателями. Из углеводородов в атмосферном воздухе наиболее часто встречается метан, что является следствием его низкой реакционной способности. Углеводороды обладают наркотическим действием, вызывают головную боль, головокружение. При вдыхании в течение 8 часов паров бензина с концентрацией более 600 мг/м³ возникают головные боли, кашель, неприятные ощущения в горле.