- •Г л а в а 1. Основные характеристики биосферы
- •1.1.Иерархическая структура биосферы
- •1.3. Вещественный состав среды обитания
- •1.4. Химические элементы в организмах
- •Общие закономерности химической дифференциации живого вещества в биосфере
- •1.5. Биосфера как сложная адаптивная система
- •1.5.1 Особенности термодинамической системы биосфера
- •1.5.2. Принцип Ле-Шателье - Брауна
- •Г л а в а 2. Организация живой материи
- •2.1. Упрощенная схема организации живой материи
- •2.2. Основные типы организмов
- •Автотрофы
- •Гетеротрофы
- •Анаэробы
- •Фенотип вида
- •2.3. Популяция
- •2.4. Экосистема
- •2.4.1. Экосистемная организация жизни
- •2.4.2. Размеры и биоразнообразие экосистем
- •2.4.3. Поведение экосистем
- •2.4.4. Важнейшие принципы строения биосферы
- •2.5. Факторы, определяющие состав и структуру экосистем
- •2.5.1. Энергетические факторы
- •Правило одного процента
- •Правило десяти процентов или закон пирамиды энергий р.Линдемана
- •Доля энергии, поступающей из биосферы в литосферу
- •2.5.2. Абиотические факторы
- •2.5.3. Биотические факторы
- •2.6. Действие экологических факторов на экосистемы
- •2.6.1. Показатели состояния экосистемы
- •2.6.2. Экологические риски
- •Вероятность неблагоприятного воздействия
- •Вероятность поражения объектов
- •Оценка экологического риска
- •2.6.3. Балльные оценки
- •Примерная шкала оценки состояния экосистемы
- •Г л а в а 3. Биогеохимические циклы
- •3.1. Общая характеристика циклов экосистем
- •Сопряжение биогеохимического цикла углерода с циклами других биогенов
- •3.2. Цикл углерода
- •Геологический кругооборот углерода
- •Накопление углерода в осадочных породах и процессы рифтогенеза
- •Биогеохимический цикл углерода
- •Антропогенное воздействие на круговорот углерода и его последствия
- •3.3. Биогеохимический цикл кислорода
- •Его расхода на окислительные процессы за неогей (1,6 млрд лет)
- •3.4. Биогеохимический цикл азота
- •3.5. Биогеохимический цикл фосфора
- •3.6. Биогеохимический цикл серы
- •3.7. Биогеохимический цикл железа
- •Г л а в а 4. Возникновение и эволюция жизни на Земле
- •4.1. Химическая эволюция
- •4.2. Сценарий образования и эволюции жизни на Земле
- •4.3. Закономерности эволюции биоты
- •Примеры наиболее ярких кризисов.
- •5.4. Эволюция человека
- •Г л а в а 5. Коэволюция биосферы и геосферных оболочек
- •Планета Земля
- •5.1. Начальный этап развития Земли (4,6‑4,0 млрд лет назад)
- •5.2. Особенности геологической истории
- •5.2.1. Докембрийский период
- •Ранний архей. Возникновение протоконтинентальной коры (4,0‑3,15 млрд лет)
- •Поздний архей. Формирование континентальной коры (3,15 – 2,50 млрд лет)
- •Ранний протерозой. Распад Пангеи (2,5‑1,7 млрд лет)
- •Нижний и средний рифей. Восстановление единства Пангеи (1,7—1,0 млрд лет)
- •Поздний протерозой. Раскол суперматерика Пангея (1,00 – 0,57 млрд лет)
- •Связь массовых вымираний с процессами рифтогенеза
- •Древнейшие экосистемы
- •5.2.2. Фанерозой
- •Палеозойская эра
- •Мезозойская эра
- •Кайнозойская эра
- •Г л а в а 6. Последствия антропогенного влияния на геосферы
- •6.1. Глобальные последствия загрязнения атмосферы
- •6.1.1 Санитарно-гигиеническая оценка качества атмосферного воздуха
- •Характеристики уровня загрязнения атмосферы
- •Критерии суммарного загрязнения атмосферы
- •6.1.2. Кислотные дожди
- •Источники поступления оксидов серы
- •Источники поступления оксидов азота
- •Механизм образования кислотных осадков
- •Воздействие кислотных дождей на экосистемы и людей
- •Меры по защите окружающей среды от кислотных дождей
- •Кислотообразующие выбросы мегаполисов
- •6.1.3. Озоновые дыры
- •Механизмы разрушения озонового слоя
- •Особенности формирования озоновых дыр в полярных областях
- •6.1.4. Изменение климата
- •Факторы, определяющие климат Земли
- •Особенности орбитального движения Земли
- •Солнечная энергия
- •Вулканы
- •Природные факторы, влияющие на климат Земли
- •Система ветров
- •Морские течения
- •Тектоника плит
- •Парниковый эффект и аэрозоли
- •Основные тенденции изменения климата в истории Земли
- •Общая характеристика последствий изменений климата
- •Факторы изменения климата, не связанные с антропогенным влиянием
- •Международная политика и глобальное потепление
- •6.2. Загрязнение гидросферы
- •6.2.1. Санитарно-гигиенические критерии оценки качества вод
- •6.2.2. Загрязнение морей нефтью и нефтепродуктами
- •Состав нефтепродуктов и их поведение в водоемах
- •Индексы чувствительности побережья к нефтяному загрязнению
- •Охрана морей и океанов
- •6.2.3.Загрязнение внутренних водоемов при добыче нефти
- •Характеристика источников воздействия на окружающую среду
- •Анализ состояния водотоков бассейна реки Ватинский Ёган
- •Динамика загрязнения нефтепродуктами и хлоридами
- •Р ис. 35. Результаты мониторинга р. Ватинский Ёган
- •6.2.3 Загрязнение внутренних водоемов
- •Эвтрофикация и механизм ее воздействия на экосистемы водоемов
- •Оценка степени эвтрофикации
- •Предупреждение эвтрофикации
- •Примеры решения проблем реабилитации внутренних водоемов
- •Великие озёра Северной Америки
- •Экологические проблемы Ладожского озера
- •6.3. Антропогенное влияние на литосферу
- •6.3.1. Химическое и биологическое загрязнение почв и грунтов
- •Санитарно-гигиеническая оценка опасности химического загрязнения почв
- •Общая характеристика опасности химического загрязнения
- •Тяжелые металлы
- •Пестициды.
- •Природный геохимический фон – биогеохимические провинции
- •6.3.2. Экологические проблемы городов
- •Поступление веществ в город
- •Состояние воздушного бассейна
- •Загрязнение водного бассейна
- •Твердые и концентрированные отходы
- •Биогеохимические процессы на полигонах тбо и их использование
- •Полигон тбо, как источник метана
- •6.3.3. Техногенное изменение литосферы в городах (на примере Москвы)
- •Геологическая среда территории Москвы
- •На территории Москвы Влияние хозяйственной деятельности на гидрогеологические условия
- •6.3.4. Воздействие на окружающую среду разработки месторождений полезных ископаемых
- •Эколого-геологические условия и ресурсы района оз. Баскунчак
- •Экологические неблагоприятные процессы, обусловленные добычей солей и гипса
- •И уровень соляного пласта (левая шкала, м абс. Отм.).
- •Рекомендации по рациональному освоению ресурсов
- •6.3.6. Радиационная безопасность
- •Характеристики величин и единиц в области ионизирующих излучений
- •Воздействие излучения на человека
- •Основные принципы нормирования дозовых нагрузок
- •Радиоактивность окружающей среды. Источники радиоактивного облучения
- •Месторождения полезных ископаемых, как источник радиоактивного загрязнения
- •Атомная энергетика и радиационная безопасность
- •Радиационная обстановка в районах ядерных взрывов и аварий
- •Облучение от источников, применяемых в медицине
- •Последствия ядерных аварий
- •Южно-Уральский след
- •Авария на Чернобыльской атомной электростанции
- •Результаты радиационно-гигиенической паспортизации опасных объектов
Особенности формирования озоновых дыр в полярных областях
По мере накопления данных стали ясны не только антропогенные, но природные причины образования озоновых дыр, которые, вопреки названию, представляют не брешь в атмосфере, а снижение концентрации озона. В высоких широтах этот процесс связан с изменением солнечной радиации – полярным днем озоновый слой увеличивается, а полярной ночью становится тоньше. Минимум приходится на весенние месяцы, когда молекулы нитрозила, накопившиеся за ночь, распадаются под действием УФИ. В экваториальных широтах образование и разрушение озона находятся в динамическом равновесии, и сезонных колебания его концентрации не наблюдается.
В Антарктике озоновые дыры более выражены, чем над Северным полюсом, из-за особенностей метеоусловий. Зимой над Антарктидой формируется зона высокого давления, и вокруг окруженного океаном материка циркулируют устойчивые воздушные течения. Оба фактора препятствуют воздушному обмену между высокими и низкими широтами. Весной метеоусловия меняются. С ростом интенсивности УФИ ускоряется образование озона, а потому летом озоновые дыры постепенно исчезают. На рис. 26 показана динамика изменения озоновых дыр над Антарктикой. Площадь, так называемой, «сезонной» дыры в 2005 г, достигла 27 млн км2, приблизившись к рекордному показателю 28 млн км2 в 2003 г.
Рис. 26. Площадь озоновой дыры над Антарктидой в 2010 г.
Для периода 2000-2009 гг. приведены средняя, максимальные и минимальные площади озоновых дыр
(По данным центра предсказания климата США – www.wmo.ch и www.epa.gov/docs/ozone).
Международные соглашения об охране озонового слоя Земли. В 1980 г. была принята Венская конвенция по сокращению производства ХФУ. К 1992 г. замена ХФУ на безопасные вещества проходила так успешно, что было решено полностью уничтожить ХФУ к 1996 г. Сегодня есть уверенность, что влияние ХФУ на озоновый слой снижено.
Важную роль в охране озонового слоя сыграл Глобальный Экологический Фонд, который выделяет гранты и льготные кредиты для решения экологических проблем.
Охрана озонового слоя в России. Согласно международными соглашениями Россия должна была прекратить производство ХФУ к 1 января 1996 г., но не смогла это выполнить. В стране эксплуатировалось 70 судов рефрижераторов, 300 тыс. промышленных и 100 млн бытовых холодильников, 1,6 млн холодильников в торговой сети. ХФУ использовались в химической, авиационной и электронной промышленности. Россия прекратила производство веществ, разрушающих озоновый слой, в 2001 г и к 2006 ликвидировала их.
6.1.4. Изменение климата
По стандартам Всемирной метеорологической организации, 30 лет – минимальный интервал времени, который позволяет установить изменения климата. Все остальное – погода, величина переменчивая. Текущий цикл начался в 1991 году. Наиболее общей характеристикой климата является температура атмосферного воздуха, но важны и другие показатели: количество осадков, сроки их выпадения и запасы влаги в почве.
Факторы, определяющие климат Земли
Климат формируют космические (активность Солнца, особенности орбитального движения Земли, падение метеоритов) и земные факторы (излучение планеты, отражение солнечного излучения, геологические процессы, океанические течения, система ветров и др.). Их временной характер сильно различается.
Влияние дрейфа континентов или активности Солнца проявляются в течение миллионов лет. Особенности орбитального движения Земли могут приводить к изменениям климата с периодом в тысячи лет. С извержениями вулканов или падением метеоритов связаны кратковременные возмущения. Очевидно, что антропогенная деятельность не может повлиять на параметры орбиты Земли, интенсивность излучения Солнца или тектонику плит. Поэтому они рассмотрены кратко, а текст дан мелким шрифтом.
Однако влияние человека на климат, весьма вероятно, так как его деятельность приводит к увеличению концентрации парниковых газов, создающих парниковый эффект. Эти вопросы рассмотрены более подробно.
