- •Литература
- •Лекция № 1. Введение в экологию.
- •Глоссарий
- •Предмет и задачи экологии.
- •Структура современной экологии.
- •Глобальный экологический кризис и актуальность проблемы экологической опасности.
- •Лекция № 2. Биосфера Земли.
- •Глоссарий.
- •Общие фундаментальные принципы и законы.
- •Биосфера Земли.
- •Причины и характер загрязнений биосферы.
- •Состав и структура экосистем.
- •Абиотические компоненты – это:
- •Свойства и функции экосистем.
- •Круговорот веществ в природе.
- •Воздействие человека на экосистемы.
- •Лекция № 4. Антропогенное воздействие на атмосферу. План лекции.
- •Глоссарий.
- •Структура и состав атмосферы.
- •Источники загрязнения атмосферы.
- •П ромыш-ть Аварии тэц
- •Управление качеством атмосферного воздуха.
- •Ограничение выбросов.
- •И сточники атмосферного загрязнения
- •К онечное качество атмосферы
- •Меры, приводящие к абсолютному снижению выбросов загрязняющих веществ:
- •Модуляция процесса во времени, ведущая к относительным снижениям выбросов загрязняющих веществ во время максимальных выбросов:
- •Региональные (локальные) модуляции количества выбросов загрязняющих веществ в целях устранения локальных максимумов:
- •Методы и средства защиты атмосферы.
- •Основные методы защиты атмосферы от химических примесей.
- •Классификация систем очистки воздуха и их параметры.
- •С истемы и методы очистки вредных выбросов
- •Системы и аппараты пылеулавливания.
- •Методы и системы очистки от газообразных примесей.
- •Загрязнение и защита гидросферы.
- •Гидросфера и её структура.
- •Загрязнение Мирового океана.
- •Загрязняющие вещества.
- •Методы и средства защиты водных объектов от загрязнения сточными водами.
- •Основные пути и методы очистки сточных вод.
- •Методы механической очистки.
- •Физико-химические методы очистки сточных вод.
- •Химические методы очистки сточных вод.
- •Биохимические методы очистки сточных вод.
- •Антропогенное воздействие на литосферу.
- •Строение, состав и свойства литосферы.
- •Пути попадания загрязнений в почву.
- •Классификация почвенных загрязнений.
- •Основные виды антропогенного воздействия на почвы.
- •Нормирование загрязняющих веществ в почве.
- •Пути и методы сохранения современной биосферы.
- •Основы экологического права.
- •Объекты и субъекты экологического права.
- •Экологический вред.
- •Юридическая ответственность за экологические правонарушения.
- •Экологическая стандартизация.
- •Нормирование.
- •Экологическая экспертиза.
- •Экологическая сертификация.
- •Лицензирование экологически значимой деятельности.
- •Экологический контроль и мониторинг.
- •Экологический аудит.
- •Экология человека. План лекции.
- •Здоровье человека и факторы риска.
- •2. Климат и здоровье человека.
- •3. Трансформирующие агенты биосферы.
- •4. Экологический спид человечества.
- •Болезни цивилизации.
Состав и структура экосистем.
Состав экосистем представлен абиотическими компонентами неживой природы и биотическими компонентами живой природы.
Абиотические компоненты – это:
неорганические вещества и химические элементы, участвующие в обмене между живой и мертвой материей (вода, кислород, кальций, магний, железо, азот, фосфор);
органические вещества связывающие абиотическую и биотическую чести экосистемы (углеводы, жиры, аминокислоты, белки);
воздушная, водная и твердая среда обитания;
климатические факторы (энергия Солнца, осадки, ветер).
Биотические компоненты состоят из трёх функциональных групп организмов:
Продуценты (автотрофы) – организмы, синтезирующие органические вещества из неорганических соединений (СО2 и воды). Главная роль в синтезе органических веществ принадлежит зеленым растительным организмам, которые используют в качестве источника энергии солнечный свет, а в качестве питательного материала - СО2 и воду.
Консументы (гетеротрофы) осуществляют процесс разложения органических веществ. Эти организмы используют органические вещества в качестве питательного материала и источники энергии.
Редуценты – организмы, которые превращают органические остатки в неорганические вещества. Они возвращают вещества в круговорот, превращая их в формы, доступные для продуцентов. Без редуцентов в природе накапливались бы груды органических остатков и иссякли бы запасы минеральных веществ.
Свойства и функции экосистем.
Наиболее важные свойства экосистем являются следствием иерархической организации уровней жизни. По мере объединения подсистем в более крупные системы, у последних возникают уникальные свойства, которых не было на предыдущем уровне, которые нельзя предсказать на основании свойств систем низшего порядка, составляющих систему более высокого уровня организации. В экологии это качество называют эмерджентным (неожиданно появляющийся). Например, кислород и водород, соединяясь, образуют воду – жидкость, свойство которой нельзя предсказать, исходя из свойств исходных газов.
Американский эколог Ю. Одум писал: «Хорошо известный принцип несводимости свойств целого к сумме свойств его частей должен служит первой рабочей заповедью эколога», т.е. для изучения высокоорганизованных систем необходимо изучить именно их специфические свойства.
Наиболее важной функцией любой экосистемы является взаимодействие автотрофных и гетеротрофных процессор. Примерно 1 млн. лет тому назад некоторая часть синтезируемого вещества не расходовалась, а сохранялась и накапливалась в осадках. Преобладание скорости синтеза над скоростью разложения органических веществ обусловило уменьшение содержания углекислого газа и накопления кислорода в атмосфере. Без наличия жизни состав атмосферы Земли приближался бы к составу безжизненных планет Марсу и Венере (таблица).
Состав атмосферы и температурный режим планет
Планеты |
Содержание основных газов в атмосфере, % |
Температура поверхности, С |
||
СО2 |
N2 |
О2 |
||
Марс |
95 |
2,7 |
0,13 |
54 |
Венера |
98 |
1,9 |
Следы |
477 |
«Земля без жизни» |
98 |
1,9 |
Следы |
300 |
Земля |
0,3 |
78 |
21 |
13 |
Наблюдаемое соотношение газов в атмосфере вырабатывалось примерно 60 млн. лет тому назад.
Соотношение скоростей автотрофных и гетеротрофных процессов является одной из главных функциональных характеристик экосистем и определяется как соотношение концентраций кислорода и углекислого газа в экосистеме. Баланс этих систем может быть как положительным, так и отрицательным. Системы с преобладанием автотрофных процессов (тропический лес, мелкое озеро) имеют положительный баланс, а системы, в которых преобладают гетеротрофные процессы (горная река, город), имеют отрицательный баланс.
Установившееся равновесие автотрофных и гетеротрофных процессов на Земле поддерживается благодаря способности экосистемы и биосферы к саморегуляции.
Важнейшим свойством экосистемы является её устойчивость, сбалансированность обмена и происходящих в ней процессов. Состояние подвижного равновесия биосистем называется гомеостазом. В его основе лежит принцип обратной связи. Для поддержания равновесия в природе не требуется внешнего управления. Пример гомеостаза – субсистема «хищник-жертва», в которой регулируется плотность популяций хищника и жертвы.