20

Министерство образования

Российской Федерации

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедра автоматизации обработки информации (АОИ)

Контрольная работа

по дисциплине

«Экология»

Студент гр. X-XXX-X

__________________ XXXXXX

Руководитель

______________________

______________________

200 Вариант №2

1. Вопрос. Каковы особенности современных экологических проблем?

Особенности современных экологических проблем заключаются во все более возрастающем антропогенном воздействие на биосферу и как следствие — резкое ухудшение качества среды обитания человека, состояния биоты и экосистем; одностороннее изменение концентрации биогенов (углерода, азота, фосфора) и нарушения их основных циклов; нарушение экологической стабильности и нормального функционирова­ния основных систем жизнеобеспечения Земли; экологический коллапс, т. е. угрожающее жизни Земли состояние.

В России, в связи со спадом промышленного производст­ва в последние годы, отмечается некоторое сокращение антропогенной нагрузки на окружающую природную среду. Однако одновременно прослеживается и снижение капитальных вложений в объекты природоохранного назначения. Отметим также, что, по оценке ведущих ученых, «тот поток загрязнений, который сегодня принимает наша природа, превосходит ассимиляционный потенциал экосистем в наиболее развитых и заселенных районах нашей страны, так что экологическая ситуация в них не улучшается... наше экологическое положе­ние существенно хуже, чем восемь или десять лет назад» (Данилов-Данильян, 1999).

На Всероссийской конференции по экологической безопасности 4—5 июня 2002г. в г. Москве было отмечено, что состояние экологической безопасности России вызывает тревогу. Экологическая ситуация в России становится препятствием на пути устойчивого социально-экономического развития страны, ведет к ограничениям в размещении производств и инфраструктуры, потере конкурентоспособности российской продукции, росту социальной напряженности в регионах, усилению негативной роли экологического фактора в состоянии здоровья населения.

2 Вопрос. Круговорот углерода в биосфере.

Чистый сухой воздух на 99 % состоит из газообразных азота и кислорода (во влажном воздухе присутствует пар). Несколько компонентов, которые, хо­тя и присутствуют в чистом воздухе в незначительных количествах, играют существенную роль в биосфере. И первый из этих компонентов — углекислый газ. Масса углерода, содержащегося в атмосфере в виде СО₂, составляет око­ло 600 миллиардов тонн, что примерно только в два раза больше, чем масса углерода в живой материи. Круговорот углерода в наземных биогеоценозах приведен на схеме.

Схема круговорота углерода в наземных биогеоценозах

Атмосферный углерод в виде углекислого газа поступает в живые систе­мы на уровне продуцентов. Его круговорот в биосфере начинается с фиксации атмосферного СО₂ зелеными растениями и некоторыми микроорганизмами в процессе фотосинтеза — при этом из углекислого газа и воды образуются уг­леводы (в первую очередь — глюкоза) и в то же время высвобождается ки­слород, который уходит в атмосферу. Кроме того, растения и животные при дыхании выделяют СО₂ (как конечный продукт обмена), который также ухо­дит в атмосферу. Часть углерода, фиксированного продуцентами, потребляет­ся другими живыми организмами, и, благодаря этому, в экосистеме углерод перемещается с одного трофического уровня на другой до тех пор, пока не возвратится в атмосферу в результате дыхания или пока организмы, в которых он содержится, не погибнут. Мертвые растения и животные разлагаются мик­роорганизмами почвы, в результате углерод мертвых тканей окисляется до СО₂ и возвращается в атмосферу. Однако это лишь часть круговорота углеро­да.

Подобный круговорот углерода имеется и в водоемах, причем океан содержит углекислого газа в 50 раз больше, чем атмосфера, т.е. основная часть углерода, вовлеченного в круговорот, находится в морских водах. Океан поглощает избыток двуокиси углерода из воздуха, в результате в воде образуются угольная кислота, карбонатные и бикарбонатные ионы. Существует и обратный процесс, в ходе которого двуокись углерода выделяется из океанов в атмосферу. Таким образом, океаны поддерживают концентрацию СО₂ в атмосфере на постоянном уровне, играя роль своеобразного буфера. Именно этот механизм до появления фактора индустриализации обеспечивал относительное постоянство содержания СО₂ в атмосфере.

Часть углерода при образовании и последующем ее захоронении в лито­сфере входит в состав органогенных горных пород (торф, уголь, горючие сланцы), а другая часть — в водоемах — участвует в образовании карбонат­ных пород (известняки, доломиты). Естественное блокирование круговорота какого-либо вещества называют стагнацией [лат. стагнум — стоячая вода].

Техногенная деятельность человека нарушает естественный баланс круговорота углерода. Во-первых, в результате сгорания органического топлива при существующем сегодня уровне его потребления ежегодно в атмосферу выбрасываются дополнительно около 6 млрд.тонн СО₂. Во-вторых, интенсив­ное сведение лесов с целью расширения сельскохозяйственных земель и уве­личения производства изделий из древесины ведет к уменьшению поглощаемого растениями количества СО₂. Часть избыточного углекислого газа поглощают океаны, но большая его часть остается в атмосфере. Результа­ты анализов убедительно свидетельствуют: содержание СО₂ в атмосфере на­чиная с 50-х годов неуклонно возрастает. Это способствует усилению так на­зываемого «парникового эффекта», т.к. двуокись углерода является мощным поглотителем земного теплового излучения, которое могло бы рассеиваться в космическое пространство. Поглощая и вновь отдавая энергию этого излуче­ния, СО₂ делает атмосферу теплее, чем она была бы в противном случае. В-третьих, при сжигании ископаемых видов топлива образуется еще и окись уг­лерода (СО, монооксид углерода, «угарный газ»), который представляет опас­ность для здоровья людей.