20.Система организации мониторинга.

На I этапе формируется долгосрочная цель и промежуточные задачи для ее достижения. Основная цель должны быть информационной, достижимой и проверяемой. Задачи- конкретные действия, этапы на пути достижения цели. Определяются мон-говые полигоны и изуч-е объекты. Анализируется ситуация, определяются приоритетные объекты и параметры исследования. Проводится сбор уже имеющейся информации по интерес-й проблеме и ее анализ.

Выбирается место проведения мон-го, закладываются трансекты. Строятся карты и план местности. Устанавливаются связи м/д популяциями раст-й и жив-х, изуч-т климат-е, почв-е, топографич-е факторы.

Обязательными эл-ми мон-га явл-ся: видовой состав раст-й, жив-х, м/о; накопление ТМ и др. токсич. в-в в почве, воде, раст-х, жив-х; содержание орг-го в-ва в почвах; продуктивность и энергоемкость экос-м.

Проводятся регулярные наблюдения на полигонах и лабораторный анализ всех составляющих(воздух, вода, почва и др). Проводится обработка рез-в и составляются карты оценки состояния среды и прогнозы возмож. изменений. Разраб-ся мероп-я по улучш-ю эк-й ситуации местности.

Методы очистки пром-ых выбросов от газообразных и аэрозольных загр-ий.

Для защиты воздушного бассейна от антропог. возд. в виде загрязнения его вредным веществами исп. следующие меры:1Экологизацию техноло-гического процесса;2 очистку газовых выбросов от вредных примесей; 3рассеивание газовых выбросов в атм.; 4 устройство СЗЗ архитектурно планировочные решения.

Экологизация технологического процесса наиболее радикальная мера охраны воздушного бассейна от загрязнения - создание замкнутых технологичеких циклов, малоотходных технологий. Эколигизация технологисеского процесса предусматривает замену местных котельных установок на централизованное отопление, предварительное очищение топлива и сырья от вредных примесей, замену угля и мазута на природный газ, повторное использование отходящих газов и тд.

В настоящее время уровень развития экологизации технологичесого процесса низкий, поэтому на предприятиях используют методы очистки отходящих газов. Для очистки газов применяют следующие типы устройств:

Сухие механические аппараты к ним относятся осадительные камеры, циклоны, инерционные, жалюзийные, вихревые и динамичесие пылеуловители. Они характеризуются простотой изготовления и эксплуатации. Эффективность очистки газов в них низкая 0,8-0,9.

Принцип работы оседание частиц под дейст-витвием центробежных сил и сил тяжести.

Мокрые пылеуловители требуют подачи воды и работают по принципу осаждения частиц пыли на поверхности капель под действием сил инерции и боуновского движения .Конструктивно мокрые пылеуловители представлены скррубберами Вентури, аппараты форсуночно-инерционного типа, барботажно-пенные аппараты. Характеризуются высокой степенью очистки 0,9-0,99от мелкодисперсных пылей, возможностью очистки от пыли горячих и взрывоопасных газов.

Пористые фильтрыв основе работы лежит процесс фильтрации газов ч/з пористые перегородки. Они состоят из волокнистых или зернистых элементов.

Туманоуловители делят на низкоскоростные(0,15 м/с), в которых преобладает механизм диффузного осаждения капель и высокоскоростные (2-2,5м/с), где осаждение происходит под действием инерционных сил.

Электрофильтры эффективность очистки газов высока 99%.Принцип работы основан на ионизации пылегазового потока у поверхности коронирующих электродов. Приобретая отрицательный заряд, пылинки движутся к осдительному электроду , имеющему знак, обратный заряду коронирующего электрода.При встряхивание электродов осажденные частицы пыли под действием силы тяжести падают вниз в сборник пыли.

Термический метод применяют когда объем выбросов велик.

Схемы термической нейтрализации: 1прямое сжигание в пламени; 2термическое окисление; 3 каталитическое сжигание

Первые 2 способа осуществляются при температурах 600-800⁰С, каталит. сжигание 250.Выбор схемы нейтрализации зависит от хим. состава загрязняющих веществ.

Абсорбция и хемосорбция

Основаны на поглащение вредных примесей жидкими поглотителями. В качестве абсорбента применяют воду или неорганические растворители.

При хемосорбции в качестве абсорбента исп. водные растворы солей, органические вещества и водные суспензии различных веществ.

Адсорбционный метод основан на извлечение вредных компонентов с помощью адсорбентов твердых тел с ультромикроскопической структурой (угольные фильтры широко

применяют на АЭС).

Методы очистки промышленных сточных вод от загрязнений

Очистка сточных вод - обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из них вредных веществ.

В процессе очистки предусматривают обработку осадка и обеззараживание сточных вод перед сбросом их в водоем.

Процеживание-первичная стад очистки сточных вод.Процеживание сточных вод осуществляется пропусканием воды ч/з решетки- дробилки, барабанные сетки и микрофильтры.Применяют для выделения из сточных вод крупных не растворимых примесей размером до 25 мм.

Отстойник является основным сооружением механической очистки сточных вод,он испол.з.

Для удаления оседающих или всплывающих грубо дисперсных веществ размером менее 0,25мм.

Первичные отстойники устанавливают перед сооружениями биолог или физико –химической очистки.Вторичные отстойники для выделения активного ила или биопленки

Фильтрационные установки применяют для извлечения масел, нефтепродуктов, смол и др.

Отделение твердых примесей происходит в гидроциклонов и центрифугах, под действием центробежных сил.

При содержание в сточных водах минер. кислоты, щелочи, соли металлов, их подвергают нейтрализации.

Флотация

Суть метода заключается в интенсификации процессов всплывания загрязняющих веществ, при обвалакивание их частиц пузирьками воздуха подаваемого в сточные воды. В основе этого процесса лежит молекулярное слипание частиц масла и пузирьков тонкодиспергированного в воде воздуха.

Экстракция процесс перераспределения примесей в сточных вод в меси двух взаимно нерастворимых жидкостей..В качестве эстрагентов используют органические растворители бензол, бутилацетат.

Для очистки сточных вод применяют противоточные многоступенчатые установки.

Сорбция

Применяют для очистки от растворимых примесей.

В качестве сорбентов исп. мелкодисперсные вещества зола торф, опилки, шлаки, глина, эффективным сорбентом явл. порошкообразный или гранулированный активировнный угол..

35.Биологическая эволюция. Экологические основы биологической эволюции живого. Благоприятные условия для возникновения и развития жизни на Земле сложились в архее около 4,0-3,8 млрд. лет назад с развитием процесса дегазации земного вещества, что связано с подъемом температуры в недрах Земли до уровня возникновения астеносферы, конвективных движений, началом действия процесса выделения земного ядра и формирования континентальной земной коры на фоне массовых излияний перегретых базальтовых лав.

С усилением дегазации Земли и развитием гидросферы возникшие в грунте примитивные формы жизни в виде объединений сложных органических молекул и, возможно, имевшие даже рибонуклеиновые кислоты примитивных образований, переместились в воду морских бассейнов раннего архея с дальнейшим совершенствованием жизни под влиянием внешней среды, но уже по биологическим законам.

Предполагается, что прими­тивные одноклеточные организмы и водоросли, отделявшиеся от внешней среды полупроницаемыми мембранами, но не имевшие обособленного ядра, появились еще в раннем архее. К этому времени относится появление фотосинтезирующих одноклеточ­ных водорослей, способных окислять железо. Именно к раннему архею (около 3,8х10⁹ лет) относится распространенность железорудных формаций, сложенных окислами трехвалентного железа.

Теории эволюции живого на Земле базируются в основном на плавном переходе химической эволюции в биологическую (или биохимическую); химическое вещество является общим материалом биологической эволюции, используемым природой на всех структурных уровнях. Под действием солнечной энергии термодинамически стабильные в условиях первичной Земли химические элементы в процессе фотосинтеза преобразуются в разнообразные продукты, которые в результате самопроизвольных тепловых реакций трансформируются в различные вещества в соответствии с законами химической термодинамики, а их отбор ведет кинетика; по законам термодинамики надмолекулярных процессов из множества химических веществ отбираются наиболее стабильные, накапливающиеся в микро- и макрообъемах системы (отдельные из них редуплицируются).

Столетиями считалась весьма приемлемой теория самозарождения жизни. Греческий философ Анаксимандр считал, что первые животные возникли из морского ила. Аристотель в книге "Метафизика" развивал идею самозарождения, считая её единственно возможным вариантом происхождения жизни, приводя в качестве примера светлячков, "зарождающихся" из утренней росы. Без особых возражений теории самопроизвольного зарождения жизни принимали многие мыслители прошлого (например, Декарт, Ньютон и другие).

Гипотеза биологической эволюции базируется на том, что жизнь возникла из неживого вещества в результате эволюции материи. Жизнь – это свойство материи, проявившееся в определенный момент развития нашей планеты, а её возникновение нельзя конкретно соотнести с определенным местом или временем. Скорее всего, жизнь возникла в результате последовательных процессов, проходивших на Земле, по всей видимости, на протяжении сотен миллионов лет и приведших к формированию современной биосферы. Синтез органических молекул, или сборка способных к метаболизму самокопирующихся структур и организмов, вызван, однако, неизвестными событиями и причинами.

Предположительно, жизнь существует в океанах в пределах 4,2-3,8 млрд. лет, хотя никаких конкретных данных на этот счет в палеонтологии нет. Наиболее древние из ископаемых бактерии обнаружены в породах, возраст которых 3,5 млрд. лет, свидетельствуют о достаточно продвинутом метаболизме, при котором для синтеза органического вещества уже использовалась солнечная энергия. Наиболее ранние реакции такого порядка были, очевидно, основаны на сере, поступающей при извержении вулканов: углекислый газ + сернистый водород в процессе реакции в “бульоне” дают твердое органическое вещество, состоящее из углерода, водорода и кислорода + твердая сера и + вода. На определенном этапе возникло фотохимическое разложение воды – фотолиз, как одна из первичных стадий фотосинтеза, в результате чего углекислый газ с водой образуют твердое органическое вещество и выделяется свободный кислород. Вначале кислород быстро потреблялся, окисляя восстановленные вещества и минералы, но затем скорость поступления кислорода превысила его потребление, и он начал накапливаться в атмосфере. Под угрозой гибели от собственного побочного отравляющего продукта – кислорода - биосфера была вынуждена приспособиться к таким изменениям, что и произошло через развитие новых типов биогеохимического обмена веществ, определяющего современную жизнь на нашей Земле. Постепенно сформировалась атмосфера современного состава. В стратосфере кислород, подвергнутый фотохимическим реакциям, явился основой образования озона, защищающего Землю от ультрафиолетового излучения и позволившего высшим организмам освоить основные биокосные тела биосферы.

В последнюю четверть ХХ века отдельные ученые стали на ту точку зрения, что Земля, как в прошлом, так и настоящем времени, действует как единая живая система и не управляется случайным образом, как система геохимическая. Гипотеза, а затем и теория Геи явилась причиной множества споров. Согласно предложенному Д. Ловилоком подходу, биосфера обусловливает способность планеты быть обитаемой, делая атмосферу, океаны и сушу пригодными для развития жизни.

Вопрос происхождения жизни с научной точки зрения впервые проанализировал Ч. Дарвин, считавший, что если в небольшом водоеме зародится жизнь в виде белковых тел, то они будут немедленно съедены хищниками. Проявления жизни обусловливаются особым расположением элементов в живых веществах. Жизнь зависит от молекул углекислоты, воды и соединений азота, которые являются строительными блоками жизни и по отдельности не могут дать ей начало, но вместе они дают начало протоплазме, как утверждал один из соратников Дарвина естествоиспытатель Томас Гексли (Хаксли).

Происхождение живых систем из неживого вещества можно условно разделить на следующие этапы: 1) обособление планеты и её атмосферы, содержащей газы, которые затем будут служить «сырьем» для развития жизни; 2) синтез биологических мономеров в "примитивном бульоне" – аминокислот, сахаров и других органических соединений; 3) полимеризация этих мономеров с образованием примитивных белковых и нуклеиново-кислотных цепей в водной среде, термодинамические условия которой благоприятствуют деполимеризации; 4) вычленение отдельных капель в "примитивном бульоне", их превращение в протобионты со специфическим химическим составом; 5) развитие метаболизма и репродуктивного аппарата, передающего дочерним системам химические и метаболические возможности родительских клеток.

Научные основы происхождения жизни.

За последние 150-200 лет учеными разных стран было разработано и предложено много теоретических подходов к проблеме происхождения и развития жизни на Земле. Наиболее цельной и глубоко научной является теория актуалистического типа нашего соотечественника академика А.И. Опарина и его учеников. Сущность его теории выражается следующими основными постулатами:

1) возникновение жизни представляет собой одну из стадий эволюции Вселенной, являющейся результатом ядерной и химической эволюции соединений углерода;

2) переход от химической эволюции к биологической осуществлялся через формирование и естественный отбор целостных, обособленных от среды, но взаимодействующих с ней полимолекулярных систем;

3) возникновение клетки со всеми её составляющими произошло из неклеточного живого вещества.

Проблема происхождения, например, наземных позвоночных переходит в настоящее время с поиска рыбообразных предков наземных позвоночных на поэтапное изучение процессов и механизмов становления и эволюции тетраподной организации сначала водного, а потом и наземных типов, что выводит проблему на более высокий уровень изучения макроэволюционных закономерностей формирования разных систем органов в процессе эволюции наземных организмов (Воробьева, 1992).