Понятие биосферы.
Биосфера – это область распространения жизни на земле. Занимает гидросферу, литосферу, часть атмосферы (стратосферу).
В состав биосферы входят:
косное вещ-во – это горные породы, вода, космические объекты, метеориты и т.д.
живые организмы
биогенное вещ-во, вещ-во сформированное останками живых
организмов (каменный уголь, нефть, мел и т.д.)
биокосное вещ-во (живое, мертвое вещ-во), разрушении я горных пород живыми организмами продукты биогенного выветривания.
Самая главная особенность биосферы это биогенная реакция атомов химических элементов вызванная энергией солнца и выражающаяся в процессах обмена веществ, росте и развития организмов. Общая ее биомасса составляет 100 миллиард тонн вещества сухого из них 20 миллиард тонн. Годовая продуктивность биосферы 410 кДж\ год.
Основные функции биосферы:
газовая функция – живые организмы обмениваются кислородом и СО2 с окружающей средой. Растения контролируют концентрацию О2 и СО2.
Концентрационаая функция – организмы извлекают из окружающей среды необходимые для них вещества и концентрируют их в своем теле и осуществляют биогенную миграцию вещества в биосфере.
Окислительно–восстановительная функция – многие вещества в косной среде практически не подвергаются окислению. Живые клетки обладают ферментами, которые в 1 миллион раз быстрее осуществляют окислительно-восстановительные реакции и способствуют ускорению превращения биогенных миграций.
Информационная функция – до появления организмов существовала «мёртвая» информация, с появлением организмов за счет соединения солнечной энергии с молекулярной структурой образовалась живая информация закрепленная в молекулах ДНК.
Возникновение и существование экосистем обусловлено эволюцией. Все экосистемы эволюционируют в сторону усложнения жизни. (закон экологии). Вершиной эволюции в экологии является человек. Сознательно или невольно влияет на биотические и абиотические факторы.
Появились антропогенные факторы. Хозяйственная деятельность человека привела к образованию техносферы – часть биосферы преобладая людьми за счет технических средств. Вовлечение человека в хозяйственную деятельность больших потоков веществ и энергии привело к нарушению замкнутости биохимических круговоротов и вызвало наступление экологического кризиса. Угроза экологического кризиса делает необходимой формирование ноосферы - сферы разума.
Ноосфера — предположительно новая, высшая стадия эволюции биосферы, становление которой связано с развитием общества, оказывающего глубокое воздействие на природные процессы.
Предполагается, что человечество активно работает в направлении оптимизации существования в природной среде, т.е. обеспечение экологической безопасности разработка ресурсно-сберегающей технологии.
Круговороты веществ в биосфере.
В биосфере сосредоточены определенные запасы химических соединений. Чтобы жизнь продолжалась, необходима циркуляция из косной среды в живые организмы и обратно. Многократное участие вещества в процессах происходящих в атмосфере, литосфере и живых организмах называется круговорот вещества.
Большой круговорот (минеральный)
Биотические \ биологические круговороты вещества.
Наиболее важными являются круговороты воды и веществ из которых состоят белковые молекулы (С, О2, N, P, S)
Перераспределение вещества между недрами земли, это перераспределение влаги между сушей и океаном. Круговорот воды.
Биотические круговороты – циркуляция вещества между водой, почвой и живыми организмами. Минеральные вещества, поступая в организм трансформируются, перестраиваются и обмениваются атомами, хотя они остаются неизменными. Наиболее важными являются круговороты веществ, которые входят в состав белковых молекул ( C, H, O, P, N, S).
Загрязнения окружающей среды .
Нормирование качества окружающей среды.
Загрязнение окруж. среды - это привнесение в неё живых или неживых компонентов которые нарушают процессы круговорота, обмена веществ , снижают продуктивность экосистем или разрушают ее.
Загрязнитель – это любой физический агент, вещество изменяющее биологический вид, попадающий в окружающую среду или возникающий в ней в количествах, выходящих за рамки естественных колебаний.
Качество окружающей среды – это состояние экосистемы при котором обеспечивается постоянный обмен веществом и энергией обеспечивающий воспроизводство жизни на земле.
Нормаирования количества окружающей среды в РФ производится в соответствии с природо-охранительным законодательством и выражается в установлении предельно допустимой нормы воздействия.
Воздействие – это любая деятельность человека, связанная с реализацией его интересов.
Предельно допустимая норма воздействия – наложение нормативов на источники воздействия и на факторы среды.
Нормы качества окружающей среды.
Санитарно-гигиенические нормы воздействия – устанавливает нормы по отношению к здоровью человека. Основная норма ПДК - это количество вещества в массе поверхности, которая за определенное время не оказывает воздействия не здоровье человека и не влияет на его потомство. Для веществ на действии которых нет установленной временной допустимой концентрации ( ВДК ) полученная расчетом, они рекомендованы для использования 2-3 года. Установление нормативов основано на концентрации пороговости воздействия. Порог – это доза вещества, которая вызывает отклик у организмов и не может быть скомпенсирована. ПДУ – предельно-допустимый уровень.
Производственно-технологически направлены на источники воздействия. К ним относятся нормативы сбросы вещества. Норма допустимого сброса (стоки) и предельно-допустимый выброс (ПДВ), а так же технологические, строительные и градостроительные норма и права.
Влияние экологических факторов.
Человек является одним из видов человеческой жизни, и любая его деятельность оказывает влияние. Влияние экологических факторов на здоровье человека проявляется в виде: экопатология (связана с качеством питания и образом жизни): наследственные болезни ( воздействие окружающей среды приводит к проявлению мутагенных факторов); аллергизация (появление аллергии, извращенной чувствительности к какому-либо веществу – аллергену); агрессорные воздействия ( физические – вибрация, излучения; химические – ксенобиотики.); онкологические заболевания ( плохая местность); природно-очаговые заболевания (биологические виды или хим. вещества); рождение недоношенных детей ( нарушение в генном аппарате); болезни старения ( ожирение, рак, диабет, сердечно-сосудистые болезни)
Глобальные последствия загрязнения окружающей среды :
Парниковый эффект – связяан с выбросами в атмосферу газов ( СО2, метан и т.д.) препятствует тепловому излучению
Нарушение озонового слоя (разрушение)
Проблема кислотных осадков – образуются за счет выбросов в атмосферу окиси С и N, которые образуют серную и азотную кислоты. Уровень кислотности определяется pH. В природе осадки имеют pH от 6,5 до 8,5.
Энергетическая проблема.
Экологическое состояние атмосферы.
Атмосфера – это газообразный слой земли состоит из смеси газов:
N -78%, O – 21%, аргон – 0,9% CO – 0,3%, и другие газы.
Имеет условно-слоистое строение:
Тропосфера – 10-12 км (наиболее загрязненная)
Стратосфера – 50 км
Озоновый слой
Мезосфера
Термосфера – 80 км
Экологические функции атмосферы.
Жизнеобеспечивающая (круговорот необходимых веществ)
Защитная (оберег живых организмов от излучения)
Терморегулирующая ( контролирует температуру)
Загрязнение атмосферы.
По вещественному свойству:
Вещественные ( химические, биологические, механические загрязнения – примеси)
Энергетические (параметрические)
Вещественно – энергетические
По фазовому состоянию:
Твердые вещества ( пыль, зола, сажа)
Аэрозоли (смесь твердых и жидких частиц) осадки, туманы, потом солнечной энергии.
Смеси – газообразные выбросы.
По распространяемости (кислотные дожди)
1 место.
Окислы углерода – CO, CO2, выбросы в млрд.т. CO- горение топлива при низких температурах, табачный дым – 20%, угарный газ взаимодействует с гемоглобином и блокирует поступление кислорода. СО – это продукт полного окисления С.
Основной парниковый газ.
2 место.
Диоксид серы SO2 (сернистый ангидрид) выбросы – 200 млн.т.
Источники:
- сжигание топлива (уголь, нефть)
- переработка серосодержащих руд
- производство серной кислоты.
Участвуют в образовании фотохимического смога и кислотных дождей ( 60% H2SO4)
3 место
Оксиды азота ( NO и NO2)
Выбросы – 60 млрд.т.
Образуются во всех видах горения, чем выше температуре тем больше окислов.
Источники:
- горение лесов
- работа ТЭС
- двигатели работа которых связана с производством азотно-кислотных боеприпасов.
Участвуют в образовании кислотных дождей (35%) и фотохимического смога(низкоатмосферный азон образуется при интенсивном излучении солнца когда SO и NO реагируют с парами)
4 место.
Пыль: выбросы – 200млн.т
Источники:
- извержения вулканов
20%: работа бетонных заводов, асфальтовые заводы.
Состоит из: Si, C, Ca ( поступает ртуть, цинк, в атмосферу)
5 место.
УВ: выбросы – 80млн.т
Источники:
- автотранспорт
- производство и эксплуатация химических растворителей и жидкостей)
Токсичные УВ:
- бутадиен(опухоли), гексан (поражает нервную систему человека)
6 место.
Радионуклиды: выбросы
Источники: аварии на атомных станциях. М\б локальным и глобальным.
По токсичности и воздействию на организм человека:
1 класс опасностей – чрезвычайно опасные вещества. ПДК < 0,01 мг\м^3 – соединения ртуть, азота, асбестосодержащие соединения.
2 класс – высоко-опасные вещества. ПДК 0,1 – 0,9 мг\м3, диоксид азота, хлорид сероводорода.
3 класс- умеренно-опасные вещества ПДК <= 1 мг\м3, сажа, сернистый водород.
4 класс – малоопасные вещества ПДК > 1 мг\м3 CO2, бензин.