Глобальная система мониторинга окружающей среды и ресурсов

- опустынивание (средняя скорость - 2600 га/ч);

- обезвоживание рек и морей (регулирование плотинами тысяч рек в XX веке привело к образованию 30 000 водоемов с общей площадью зеркала 500 000 км², что увеличило потери воды на испарение примерно в 3 раза);

- ухудшение плодородия почвы, обусловленное «кислотными дождями» (дождевые осадки, в которых в результате взаимодействия влаги воздуха с оксидами серы, азота и другими компонентами выбросов, показатель кислотности рН составляет менее 6,5, что наносит ущерб живым организмам, способствует закислению почвы), выбросами тяжёлых элементов и других вредных веществ (например, один автомобиль выбрасывает в атмосферу в год 3 кг свинца, 93 кг углеводородов), а также свалками, терриконами;

- эрозия почв (смыв или сдувание верхнего слоя), потеря ими гумуса (плодородный верхний слой почвы), засоление; ежегодно 20 млн. га земли теряют продуктивность в результате эрозии и наступления песков.

Происходят и менее заметные изменения. Процесс эволюции биосферы захватывает и область минералов, изменяется состав почвы, воды и воздуха. Эволюция видов закономерным образом проявила новую геологическую силу - человека, способного глобально влиять на биосферу, даже помимо собственного желания, влиять на геологический процесс.

5. Эффект глобального масштаба - загрязнение акватории Мирового океана. Мировой океан - важнейший регулятор процессов в биосфере и источник биоресурсов. Наибольшее подавляющее действие на биосистемы океана оказывают нефтепродукты, покрывающие более 20 % его поверхности. Их пленка нарушает фотосинтез фитопланктона и приводит к гибели икры, отравлению рыб и животных. В Мировой океан ежегодно попадает за счёт утечек с судов, их аварий, выноса реками 12-15 млн. т нефти, что приводит к суммарному загрязнению 150 млн. км² из общей площади океана 361 млн. км².

6. Происходит ускоряющееся исчезновение видов животных и растений. За 2000 лет нашей эры исчезло 270 видов млекопитающих и птиц и одна третья часть из них - за прошлый век (среди них пиренейский горный козел, берберский лев, японский волк, сумчатый волк). С 1970 по 2004 гг. биоразнообразие (число видов живых организмов) Мирового океана уменьшилось на 1/3, а в пресных водоемах на 55 %. Поголовье тигров на планете за 100 лет упало на 95 %.

Считается, что в настоящее время под угрозой уничтожения находится более трех четвертых всех видов птиц и одна четверть млекопитающих. Но каждый вид живого связан с другими видами. За исчезновением вида в экосистеме всегда тянется цепочка перестроек во всей системе, что зафиксировано, в частности, в законах экологической корреляции и эволюционно-экологической необратимости, а также в пятом «железном» законе охраны природы П.Р. Эрлиха: «В экосистеме все входящие в нее виды живого и абиотические экологические компоненты функционально соответствуют друг другу.

Выпадение одного элемента из системы ведет к исключению всех тесно связанных с этим элементом других частей системы и функциональному изменению целого». «Экосистема, потерявшая часть своих элементов не может вернуться к первоначальному своему состоянию». «Разнообразие и эстетичность живых форм являются следствием совершенства организации биосферы, и поэтому насильственное уничтожение видов ведет к разрушению основ существования человечества» (Реймерс, 1994).

Таким образом, в настоящее время в биосфере реально выявлены и измерены существенные изменения ее стационарного состояния, свидетельствующие о нарушении экосистемных связей. Изменения в биосфере обычно составляют от десятков до ста процентов, и идет ускоренное развитие процессов разрушения.

Основная причина вероятности деградации биосферы - чрезмерное изъятие живых и минеральных ресурсов планеты и ее отравление техногенными отходами человеческой деятельности.

Научно-техническая революция, начавшаяся в конце XIX века мощным ростом промышленности и науки, многократно увеличила производительность труда, что привело к расширению потребления товаров и росту благосостояния значительной части населения Земли, но одновременно стало причиной непропорционального роста отходов и заметного истощения ресурсов. Так научно-технический прогресс сам стал причиной глобального экологического кризиса. Выделим следующие виды общего кризиса: ресурсный, энергетический, перепроизводство отходов.

Ресурсный кризис. Жизненно необходимые человечеству ресурсы - это вода и продовольствие. О недостатке продовольствия в XX веке говорят факты гибели от голода в России 5 млн. чел. в 1921-1922 гг. и 3,5-7 млн. чел. в 1930-1933 гг., 30 млн. чел. в Китае (1984-1985 гг.), примерно 3,6 млн.детей в год в странах Африки. Развитие агротехники в 60-х годах прошлого века позволило в основном обеспечить продуктами питания голодавшее ранее население Китая, Индии, Вьетнама и других стран. О невозможности уже в настоящее время обеспечить рациональным питанием все население Земли свидетельствуют расчеты: если бы все сельскохозяйственные угодья планеты (4,8 млрд. га) находились в таких благодатных климатических условиях, как в США (0,38 млрд. га), и возделывались по технологиям США, то для потребления продукции по нормам США ее хватило бы для 4,8 млрд. чел., т. е. только для 70 % населения Земли.

Нарастание проблем с питьевой водой в мире подтверждается фактами истощения подземных водоносных горизонтов (Центральный и Северо-Западный регионы России, Казахстан, Европа, Средний Запад США), «водными конфликтами» между странами (90 % водных запасов Иордании использует Израиль; возникают споры пограничных стран об использовании вод Тигра и Ефрата, Ганга, Меконга, Нила). Растут энергетические затраты на опреснение морской воды и транспортировку воды на большие расстояния (каналы: Иртыш - Караганда, Каховка - Крым; транспортировка айсбергов с Антарктиды на Средний Восток и т.д.), а также на очистку для питьевых целей загрязненных промышленными стоками речных вод. По опубликованным в 2002 г. данным ООН на планете 2,5 млрд. человек страдает от нехватки питьевой воды.

Несмотря на нарастающие сложности и рост затрат на производство, ресурсами пищи и воды можно обеспечивать возрастающее население земного шара.

Задача 1.

Условие: Плотность - 118 особей /га

Из них 89 особей/га самки

Количество детенышей - 2

Смертность - 19%

Определить, как будет меняться плотность популяции в течение трех лет

Решение: Р (рождаемость) = 89 * 2 = 178 ос.

С (смертность) = 118 * 0,19 = 22 ос.

r (прирост численности) = Р - С = 178 - 22 = 156 ос.

Численность популяции голубя через год будет составлять:

N1 = N0 + r = 118 +156 = 274 ос.

Плотность - 274 ос.

Самок - 206 ос.

Р = 206 * 2 = 412 ос.

С = 274 * 0,19 = 52 ос.

r = 412 - 52 = 360 ос.

Численность популяции голубя через два года будет составлять:

N2 = N1 + r = 274 + 360 = 634 ос.

Плотность - 634 ос.

Самок - 476 ос.

Р = 476 * 2 = 952 ос.

С = 634 * 0,19 = 120 ос.

r = 952 - 120 = 832 ос.

Численность популяции голубя через три года будет составлять:

N3 = N2 + r = 634 + 832 = 1466ос.

Задача 2.

Условие: Значение пробеговых выбросов M_{k, i}^П, г/км для различных групп автомобилей

Значения коэффициентов r_i, учитывающих изменения количества выбрасываемых вредных веществ в зависимости от скорости движения

Для диоксида азота r_i= 1 до скорости 80 км/ч.

Объем используемого воздуха примерно равен V_возд = 1000000 м³_.

Длина участка автотрассы длиной 100 м, L = 0.1 км.

1. Определить число единиц автотранспорта проходящих по участку автотрассы длиной 100 м. в течение 10 мин.

2. Определить среднесуточную концентрацию вредных веществ (С_с.с., мг/м³).

3. Сделать вывод о степени антропогенного загрязнения атмосферы исследуемого района.

Решение: Учет, проходящих автотранспортных средств, проводился в районе дома № 55 по пр. Кирова г. Томска с 21:30 до 21:40.

Выброс i-го загрязняющего вещества (M_Li, г/с) движущимся автотранспортным потоком на автомагистрали (или ее участке) с фиксированной протяженностью L (км) определяется по формуле

M_Li= ,

где M_k,i^П, г/км - пробеговый выброс i-гo вредного вещества автомобилями k-й группы для городских условий эксплуатации;

k - количество групп автомобилей;

G_k- количество автомобилей каждой из k групп, проходящих через фиксированное сечение выбранного участка автомагистрали в единицу времени в обоих направлениях по всем полосам движения;

r_i- поправочный коэффициент, учитывающий среднюю скорость движения транспортного потока на выбранной автомагистрали (или ее участке);

L, км - протяженность участка автомагистрали;

t, с - время проведения замеров;

n - количество групп автомобилей.

Среднесуточная концентрация вредных веществ (С_с.сi, мг/м³) определяется по формуле

С_{с.сi =} ,

где t_сут - количество секунд в сутках.

Расчет выбросов CO:

M_LCO =

= = = 27,84 г/с

С_с.с.СО = = 2,4мг/м³

Расчет выбросов NO_x:

M_LNOx =

= = = 4,19 г/с

С_с.с.NОx = = 0,36 мг/м³

Расчет выбросов СН:

M_LСН =

= = = 3,74 г/с

С_с.с.СН = = 0,32 мг/м³

Расчет выбросов Сажи:

M_LСажа = =

= = 0,0045 г/с

С_{с.с.Сажа} = = 0,00039 мг/м³

Расчет выбросов SO₂:

M_LSO2 =

= = = 0,111 г/с

С_с.с.SO2 = = 0,0096 мг/м³

Расчет выбросов Формальдегида:

M_LФорм-д =

= = = 0,016 г/с

С_{с.с.Форм-д} = = 0,0014 мг/м³

Расчет выбросов Соединения свинца:

M_LPb =

= = = 0,019 г/с

С_с.с.Pb = = 0,0014 мг/м³

Расчет выбросов Бенз(а)пирена:

M_{LБенз(а)пирен} =

= = = 0,0000022 г/с

С_{с.с. Бенз(а)пирен} = = 0,00000019 мг/м³

Вывод: по произведенным расчетам видим, что на данном участке автодороги превышение выбросов происходит по:

- азота оксид (азота диоксид) в 9 раз;

- бенз(а)пирен не значительно.

Размещено на Allbest.ru