- •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
Воздействие излучения на человека
Прямое действие ИИ проявляется в разрушении связей в молекулах клетки. Косвенное действие ИИ связано с радиолизом воды, которая составляет около 70 % массы клеток. Образование свободных радикалов типа ОН– или Н+ вызывает окисление молекул белка и возникновение центров токсикации. Наиболее чувствительны к поражению клетки быстро обновляющихся органов – костный мозг, половые железы и т. п. Конечный результат связан не только с поражением клеток, но и с их последующим самовосстановлением, которое проявляется при малых дозах.
Система радиационной безопасности исходит из возможности:
соматических эффектов, которые имеют некий дозовый порог и характеризуются последствиями для человека – это лучевая болезнь, бесплодие и др.
стохостических эффектов, которые имеют вероятностную природу – это раковые опухоли, лейкозы, наследственные болезни и др.
В рекомендациях МКРЗ принято, что вероятность стохостических эффектов определяет суммарная накопленная доза, независимо от того получена она за год или за 50 лет, т. е. порог отсутствует. Стохостические эффекты обнаружить трудно, так как они незначительны и имеют скрытый период, измеряемый десятками лет.
Некоторые общие выводы, основанные на результатах наблюдений. Дозы свыше 50 Гр (50 Зв или 5000 Р) приводят к смерти в течение 2-х суток. При дозе 3 Гр около 50 % облученных умирает в течение 2-х месяцев.
При аварии на Чернобыльской АЭС 43 человека получили дозы от 2 до 4 Гр – умер 1; 21 получили дозы от 4 до 6 Гр - умерли 7; 20 получили дозы от 6 до 16 Гр – умерло 19.
Основные принципы нормирования дозовых нагрузок
Радиационный риск. В дозиметрии рассматривают дополнительный риск потери трудоспособности или смерти в течение года на единицу эффективной эквивалентной в 1 Зв. Для оценки ранних эффектов облучения высокими дозами используют поглощенную дозу, для долгосрочных эффектов – эффективную эквивалентную дозу. Оценки рисков по данным МКРЗ приведены в табл. 25. Используя эти данные, оценим среднюю дозу, которую получает человек от естественного радиационного фона, составляющего 2,4 мЗв/год. Она равна 7,3·10–5·2,4 = 1,75·10–4 год-1 и намного превышает безусловно приемлемый риск – 10-6 год-1.
Таблица 24. Вероятность потери трудоспособности или смерти в течение года на 1 мЗв (по данным МКРЗ [48]) |
|||
при годовой дозе менее 200 мЗв |
при годовой дозе более 200 мЗв |
||
производственное облучение |
все население |
производственное облучение |
население |
5,6ּ10-5 |
7,3ּ10-5 |
1,1ּ10-4 |
1,5ּ10-4 |
Степень безопасности природных источников ИИ для населения ранжирована так:
менее 2 мЗв/год – облучение не превышает среднюю дозу от ЕРН для населения;
от 2 до 5 мЗв/год – повышенное облучение;
свыше 5 мЗв/год – высокое облучение.
Допустимая доза от природных источников не устанавливается. Ее снижение достигается системой ограничений. На участках, выделяемых под жилые дома и социально-бытовые здания, фон гамма-излучения не должен превышать 0,3 мкЗв/ч, а плотность потока радона с поверхности грунта – 80 мБк/(м2×с). Если территория не удовлетворяет требованиям, то должна быть предусмотрена защита от радона. В жилых и общественных зданиях активность радона допускается не более 100 Бк/(м3).
