Lection (Экология), страница 2

Важную роль переноса материи в экосистемах играют циклы, отличающиеся преобразованием энергии. Химические элементы циркулируют в биосфере по харатерным путям. Эти, в большей или меньшей степени, замкнутые пути называются биогеохимическими круговоротами.

Движения жизненеобходимых веществ и неорганических соединений называются круговоротами питательных веществ.

В каждом круговороте удобно различать две части или фонда:

- резервный (большая масса веществ);

- обменный фонд (меньший, но более активный). Для него характерен быстрый обмен между организмами и средой.

В биосфере в целом различают два вида круговорота:

- круговорот газообразных веществ;

- осадочный цикл с резервным фондом в земной поверхности.

Перемещение вещества в экосистемах по пищевым цепям.

Пищевой цепью называется ряд живых организмов, в котором одни организмы поедают предшественника по цепи и в свою очередь оказываются съеденными теми, кто следует за ними. Основные функции пищевой цепи – перенос веществ и энергии в экосистемах.

Пищевые цепи перекрещиваются, образуя пищевую сеть (трофическую сеть).

сова шакал

т рава кролик лиса

волк

Биотический перенос осуществляется по цепи питания и в результате перемещения животных. Биотическая минерализация преобладает в процессе разложения органических веществ.

Критерии и концепции изучения веществ.

Критерии изменения состава окружающей среды:

- объём производства;

- области применения;

- распространение в окружающей среде;

- устойчивость и способность к разложению.

Устойчивость – это свойство вещества, определяющее длительность его пребывания в среде. Прежде чем оно выводится из среды или претерпевает изменения.

Бывает целевая, желательная и нежелательная устойчивость.

Превращение – изменение структуры веществ под воздействием факторов среды.

Бывают биотические и абиотические. К абиотическим относятся окислительно-восстановительные процессы, фотохимические, фотофизические и т.д.

Токсические свойства – свойства, определяющие, на сколько то или иное вещество опасно.

Опасные вещества и анализ риска.

Опасность вещества – это вероятность возникновения вредных для экосистемы эффектов в условиях производства и применения вещества. Оценка вещества с точки зрения опасности или риска применения складывается из экспозиции – действующей дозы, т.е. концентрации вещества, воздействующего на объект в течение времени.

Токсичность – потенциальное воздействие для конкретных особей или экосистемы, зависящее от концентрации.

Степень опасности складывается из токсичности и экспозиции.

Риск – мера вероятности появления нарушения соответствующей тяжести.

Загрязнение окружающей среды отходами промышленного производства.

Классификация загрязнений. Существуют различные виды классификаций: по типам сред, по загрязняющим факторам (свинец, ртуть, твёрдые отходы и т.д.), с точки зрения уменьшения загрязнений в целом, различают стойкие и нестойкие.

Стойкие отходы – не разлагающиеся, не разрушаются или разлагаются слишком медленно. Для них не существует природных процессов, которые бы их разлагали с такой же скоростью, с какой они поступают в природную среду. Это различные вещества и яды (консервные банки и т.д.).

Такие загрязнители накапливаются и биологически усиливаются по пищевым цепям, соединяясь с другими веществами. Эти вещества могут образовывать ещё более токсичные (например, метил-ртуть).

Способы борьбы:

1. Изъятие из экосистемы.

2. Прекратить производство таких веществ.

3. Запретить выброс.

4. Контролировать, чтобы не допустить токсичного уровня.

Нестойкие загрязнения – загрязнения, разрушаемые биологическими процессами и различными физико-химическими превращениями.

Органические загрязнения – сточные воды. Проблема состоит в их объёме.

Загрязнение – это неблагоприятное изменение окружающей среды, которое целиком или частично является результатом человеческой деятельности, прямо или косвенно меняет распределение приходящей энергии, уровень радиации, физико-химические свойства среды, условия существования биологической среды.

Классификация загрязнений с учётом различных факторов:

- физические загрязнения: энергетические поля (электрические, гравитационные), воздействия (электрические, магнитные, электромагнитные), инерционные силы, корпускулярные потоки (радиация), тепловое загрязнение, другие колебания среды (шум и вибрация);

Загрязнение	Атмосфера	Гидросфера	Литосфера (почва)
Газообразные производные углерода, их жидкие углеводороды	+	+	–
Пластмассы	+	+	+
Моющие средства	–	+	–
Пестициды и другие синтезированные органические вещества	–	+	+
Производные серы	+	+	+
Производные азота	+	+	+
Тяжёлые металлы	+	+	+
Фтористые соединения	+	+	+
Твёрдые примеси	+	–	+
Органические вещества, подвергнутые брожению	–	+	+

-химические загрязнения:

- биологические загрязнения:

а) микробиологическое отравление;

б) воздействия организмов друг на друга.

- эстетический вред.

Биогеохимический круговорот.

фотосинтез

Круговорот CO₂.

млрд. т.

Поверхностные воды – это озёра, внутренние моря, текущие горы.

Почвенные, подземные воды (800 м) – 0,31%

Ледники – 2,15%

Океаны – 97,2%

В атмосфере – 0,001%

Круговорот фосфора.

Фосфаты потребляются растениями и используются для синтеза органических веществ. При разложении бактериями мёртвой органики фосфаты возвращаются в почву и снова используются растениями, часть уносится в море и используется фитопланктоном даже по пищевым цепям. Часть фосфора может вернуться на сушу.

Круговорот азота.

Наибольшая часть азота сосредоточена в атмосфере, основную массу которой и составляет свободный азот. Однако свободный азот в атмосфере могут использовать немногие, например, бактерии и синезелёные водоросли. Азот превращает также в нитраты и нитриты грозовые разряды. Нитраты и нитриты циркулируют в биосферу.

Круговорот углерода.

Источник углерода используется автотрофными растениями.

Природные ресурсы

1. Извлечение в процессе добычи заготовки	потери	Оставленные в местах локализации и добычи
2. Транспортирование к местам переработки		Дополнительно взятые за счёт совершенствования технологии добычи и заготовки

3 . Перерабатываемые продукции	потери	Утраченные при перевозках
Изделия		Сохранённые за счёт совершенствования перевозок
Изделия, вышедшие из пользования		О тходы от переработки
		Износ, коррозия
Лом, утиль		Полностью использованные

Возвращение в цикл путём регенерации, рекуперации, утилизации и совершенствования рекуперации

Графическая модель кривых истощения запасов ресурсов

Темпы потребления металлов увеличились:

стали – в 7 раз;

меди – в 11 раз;

алюминия – в 12 раз.

Радиоактивность.

Период полураспада. Природные источники радиоактивных загрязнений. Не существует никаких способов биологического разрушения или другого механизма, позволяющего вывести радиоактивность из среды. Основная опасность – вещества с большим периодом полураспада, они накапливаются в пищевых цепях. α-, β- и γ- излучение. На тонну ядерного горючего 400 литров отходов. Урановое топливо. Регенерация отходов. Захоронение. Транспортировка.

Шум, как загрязнение.

Уменьшение:

1) Уменьшение уровня звуковой мощности

2) Правильная ориентация шума

3) Звукоизоляция

4) Средства виброизоляции

5) Глушители

6) Профилактика

Нормированная характеристика – уровень звукового давления (децибел). Человек воспринимает шум при уровне звукового давления до 100 дб. При 100-120 дб и частоте 2-5 Гц – затруднённое глотание. 125-137 дб – летаргический сон. 140 дб – лопаются барабанные перепонки.

Электромагнитные воздействия.

Источники электромагнитных полей – радиотехнические объекты. Накопление электрических зарядов.

Проблема минимизации потребления энергии и природных ресурсов.

Природные ресурсы.