Понятие об экологии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Понятие об экологии, экосистемах и биосфере. Ноосфера по Вернадскому

2. Радиация и здоровье. Виды ионизирующих излучений

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Современное значение понятия экология имеет более широкое значение, чем в первые десятилетия развития этой науки. В настоящее время чаще всего под экологическими вопросами ошибочно понимаются, прежде всего, вопросы охраны окружающей среды. Во многом такое смещение смысла произошло благодаря всё более ощутимым последствиям влияния человека на окружающую среду, однако необходимо разделять понятия ecological («относящееся к науке экологии») и environmental («относящееся к окружающей среде»). Всеобщее внимание к экологии повлекло за собой расширение первоначально довольно чётко обозначенной Эрнстом Геккелем области знаний (исключительно биологических) на другие естественные, а также гуманитарные науки. Образное описание экологии: наука, изучающая взаимоотношения живой и неживой природы.

Другое определение (экология -- биологическая наука, которая исследует структуру и функционирование систем надорганизменного уровня (популяции, сообщества, экосистемы) в пространстве и времени в естественных и измененных человеком условиях) дано на 5-м Международном экологическом конгрессе (1990) с целью противодействия размыванию понятия экологии, наблюдаемому в настоящее время. Однако это определение полностью исключает из компетенции экологии как науки аутэкологию, что в корне неверно.

Вот некоторые возможные определения науки «экология»:

Экология -- познание экономики природы, одновременное исследование всех взаимоотношений живого с органическими и неорганическими компонентами окружающей среды. Одним словом, экология -- это наука, изучающая все сложные взаимосвязи в природе, рассматриваемые Дарвином как условия борьбы за существование.

Экология -- биологическая наука, которая исследует структуру и функционирование систем надорганизменного уровня (популяции, сообщества, экосистемы) в пространстве и времени, в естественных и изменённых человеком условиях.

Экология -- наука об окружающей среде и происходящих в ней процессах

В данной контрольной работе рассмотрим такие вопросы как понятие об экологии, экосистемах и биосфере, ноосфера по Вернадскому, а так же радиация и здоровье человека, виды ионизирующих излучений.

1. Понятие об экологии, экосистемах и биосфере. Ноосфера по Вернадскому

Понятие об экологии.

Экология (от греч. Пйкпт -- дом, жилище, хозяйство, обиталище, местообитание, родина и льгпт -- понятие, учение, наука) -- наука, изучающая взаимоотношения живой и неживой природы. Термин впервые предложил в книге «Общая морфология организмов» в 1866 году немецкий биолог Эрнст Геккель. Подавляющее большинство современных исследователей считает, что экология - это наука, изучающая условия существования живых организмов и взаимосвязи между организмами и средой, в которой они обитают. Более общее определение дал американский эколог Одум: «экология - это междисциплинарная область знаний, наука об устройстве многоуровневых систем в природе, обществе и их взаимосвязи».

Экология как наука решает следующие задачи:

- изучает законы и закономерности взаимодействия организмов со средой обитания;

- изучает формирование, структуру и функционирование надорганизменных биологических систем (популяция, биоценоз, биогеоценоз (экосистема), биом, биосфера);

- изучает законы и закономерности взаимодействия надорганизменных биологических систем (популяция, биоценоз, биогеоценоз (экосистема), биом, биосфера) с окружающей средой;

Решение задач, стоящих перед экологией, позволит достичь поставленных перед ней целей:

- разработка оптимальных путей взаимодействия общества и природы с учетом законов существования природы;

- прогнозирование последствий воздействия общества на природу с целью предотвращения негативных результатов.

Для решения задач она использует как собственные методы, так и методы других наук. Собственные методы экологии можно разделить на три группы: полевые, лабораторные и экспериментальные. Экология тесно связана с такими науками, как биология, химия, математика, география, физика, эпидемиология. В последнее время активно о себе заявляют междисциплинарные комплексные области исследования. По размерам объектов изучения экология подразделяется на следующие дисциплины: аутоэкология, популяционная экология, синэкология, ландшафтная экология, глобальная экология (мегаэкология, учение о биосфере Земли).

По отношению к предметам изучения она подразделяется на экологию микроорганизмов, грибов, растений, животных и человека; а также сельскохозяйственную, промышленную (инженерную) и общую (как теоретически обобщающую дисциплину). С учетом среды и компонентов различают экологию суши, пресных водоемов, морей, Крайнего Севера, высокогорий, химическую (геохимическую, биохимическую). По подходам к предмету выделяют аналитическую и динамическую экологию.

С точки зрения фактора времени рассматривают историческую и эволюционную экологию (в том числе археоэкологию). В экологии человека выделяют социальную экологию. Центральная проблема современной экологии - это поиск оптимального взаимодействия в системе «человек - окружающая среда». Экология приобретает черты очень актуального мировоззрения, превращается в учение о выборе путей выживания человеческой популяции. Современная экология в своей структуре имеет следующие разделы: общая экология, геоэкология, биоэкология, экология человека, социальная экология, прикладная экология.

Каждый раздел имеет свои подразделения и связи с другими частями экологии и смежными науками. Экология и охрана природы тесно связаны между собой, но если экология - это фундаментальная наука, то охрана природы относится непосредственно к практике.

Экосистемы. Экосистемой называют совокупность продуцентов, консументов и детритофагов, взаимодействующих друг с другом и с окружающей их средой посредством обмена веществом, энергией и информацией таким образом, что эта единая система сохраняет устойчивость в течение продолжительного времени.

Для естественной экосистемы характерны три признака:

- экосистема обязательно представляет собой совокупность живых и неживых компонентов;

- в рамках экосистемы осуществляется полный цикл, начиная с создания органического вещества и заканчивая его разложением на неорганические составляющие;

- экосистема сохраняет устойчивость в течение некоторого времени, что обеспечивается определенной структурой биотических и абиотических компонентов.

Главные экосистемы суши, называются наземными экосистемами, или биомами. Экосистемы гидросферы называются водными экосистемами. Экосистема состоит из различных абиотических и биотических компонентов. Абиотические, компоненты экосистемы включают различные физические (солнечный свет, тень, испарение, ветер, температура, водные течения.) и химические факторы (макроэлементы - С, О, Н, N, P, S, Ca, Mg, K, Na, и микроэлементы - Fe ,Cu, Zn, Cl).

Биотические компоненты экосистемы подразделяются по способу питания на продуцентов (организмы, производящие органические соединения из неорганических), консументов (организмы, получающие питательные вещества и необходимую энергию, питаясь живыми организмами - продуцентами или другими консументам) и редуцентов (организмы, получающие питательные вещества и необходимую энергию питаясь останками мертвых организмов). Продуценты (зеленые растения) создают органические вещества в процессе фотосинтеза (химического процесса, возникающего в зеленых растениях, водорослях и многих бактериях, при котором вода и углекислый газ превращаются в кислород и продукты питания при помощи энергии солнечного света) или хемосинтеза (процесс преобразования неорганических соединений в питательные органические вещества за счет энергии химических реакций). Эти органические вещества используются продуцентами как источник энергии и как строительный материал для клеток и тканей организма.

Консументы подразделяются на: фитофаги - 1-го порядка, питающиеся исключительно живыми растениями; хищники (плотоядные) -2-го порядка, которые питаются исключительно фитофагами, 3-го порядка, питающиеся только плотоядными животными; эврифаги, которые могут поедать как растительную, так и животную пищу.

Редуценты подразделяются на: детритофаги - напрямую потребляют мертвые организмы или органические остатки и деструкторы - разлагают мертвую органическую материю на простые неорганические соединения (процесс гниения и разложения).

Биосфера. Понятие биосферы возникло более ста лет назад. Австрийский геолог Эдуард Зюсс, говоря о различных оболочках земного шара, впервые употребил этот термин. В 1926 году были опубликованы лекции В.И. Вернадского, который определял термином те слои земной коры, которые подвергались в течение всей геологической истории влиянию живых организмов, и впервые отвёл живым организмам роль главнейшей преобразующей силы планеты Земля, учитывая их деятельность не только в настоящее время, но и в прошлом. В состав биосферы входят верхние слои литосферы, нижний слой атмосферы (тропосфера) и вся гидросфера, связанные между собой сложными круговоротами веществ и энергии.

Нижний предел жизни на Земле (3 км) ограничен высокой температурой земных недр, верхний предел (20 км) - жёстким излучением ультрафиолетовых лучей (всё, что находится ниже, защищено озоновым слоем). Тем не менее, на границах биосферы можно найти только микроорганизмы, наибольшая концентрация биомассы наблюдается у поверхности суши и океана, в местах соприкосновения оболочек. Организмы, составляющие биосферу, обладают способностью к размножению и распространению по планете. Совокупная биомасса Земли составляет около 0,01% массы всей биосферы. 97 % из этого количества занимают растения, 3% - животные. Биомасса организмов, обитающих на суше, на 99,2% представлена зелеными растениями и 0,8% - животными и микроорганизмами. Напротив, в океане на долю растений приходится 6,3%, а на долю животных и микроорганизмов - 93,7% всей биомассы. Суммарная биомасса океана составляет всего 0,13% биомассы всех существ, обитающих на Земле. Вещества и энергию, необходимую для обмена веществ, организмы черпают из окружающей среды. Ограниченные количества живой материи воссоздаются, преобразуются и разлагаются. Ежегодно, благодаря жизнедеятельности растений и животных, воспроизводится около 10% биомассы.

Выделяют несколько уровней организации живой материи:

Молекулярный. Любая живая система проявляется на уровне взаимодействия биологических макромолекул: нуклеиновых кислот, полисахаридов, а также других важных органических веществ.

Клеточный. Клетка - структурная и функциональная единица размножения и развития всех живых организмов, обитающих на Земле. Неклеточных форм жизни нет, а существование вирусов лишь подтверждает это правило, т.к. они могут проявлять свойства живых систем только в клетках.

Организменный. Организм представляет собой целостную одноклеточную или многоклеточную живую систему, способную к самостоятельному существованию. Многоклеточный организм образован совокупностью тканей и органов, специализированных для выполнения различных функций.

Популяционно-видовой. Под видом понимают совокупность особей, сходных по структурно-функциональной организации, имеющих одинаковый кариотип и единое происхождение и занимающих определенный ареал обитания, свободно скрещивающихся между собой и дающих плодовитое потомство, характеризующихся сходным поведением и определенными взаимоотношениями с другими видами и факторами неживой природы. Совокупность организмов одного и того же вида, объединенная общим местом обитания, создает популяцию как систему надорганизменного порядка. В этой системе осуществляются простейшие, элементарные эволюционные преобразования.

Биогеоценотический. Биогеоценоз - сообщество, совокупность организмов разных видов и различной сложности организации со всеми факторами конкретной среды их обитания - компонентами атмосферы, гидросферы и литосферы.

Биосферный. Биосфера - самый высокий уровень организации жизни на нашей планете. В ней выделяют живое вещество - совокупность всех живых организмов, неживое или косное вещество и биокосное вещество (почва).

В организмах содержатся все известные сегодня химические элементы.

Ноосфера по Вернандскому. Вернадский, анализируя геологическую историю Земли, утверждает, что наблюдается переход биосферы в новое состояние - в ноосферу под действием новой геологической силы, научной мысли человечества.

В учении о ноосфере человек предстаёт укоренённым в природу, а «искусственное» рассматривается как органическая часть и один из факторов (усиливающийся во времени) эволюции «естественного». Обобщая человеческую историю, Вернадский делает вывод о том, что человечество в ходе своего развития превращается в новую мощную геологическую силу, своей мыслью и трудом преобразующую лик планеты. Соответственно, оно в целях своего сохранения должно будет взять на себя ответственность за развитие биосферы, превращающейся в ноосферу, а это потребует от него определённой социальной организации и новой, экологической и одновременно гуманистической этики. Вернадский говорит о ноосфере то как о реальности будущего, то как о действительности наших дней, что неудивительно, поскольку он мыслил масштабами геологического времени. Биосфера не раз переходила в новое эволюционное состояние -- отмечает В.И. Вернадский. -- Это переживаем мы и сейчас, за последние 10--20 тысяч лет, когда человек, выработав в социальной среде научную мысль, создаёт в биосфере новую геологическую силу, в ней не бывалую. Биосфера перешла или, вернее, переходит в новое эволюционное состояние -- в ноосферу -- перерабатывается научной мыслью социального человека».

Таким образом, понятие «ноосфера» предстаёт в двух аспектах:

- ноосфера в стадии становления, развивающаяся стихийно с момента появления человека;

- ноосфера развитая, сознательно формируемая совместными усилиями людей в интересах всестороннего развития всего человечества и каждого отдельного человека.

Труды Вернадского определяют ряд конкретных условий, необходимых для становления и существования ноосферы. Перечислим эти условия:

- заселение человеком всей планеты;

- резкое преобразование средств связи и обмена между странами;

- усиление связей, в том числе политических, между всеми странами Земли;

начало преобладания геологической роли человека над другими геологическими процессами, протекающими в биосфере;

- расширение границ биосферы и выход в космос;

- открытие новых источников энергии;

- равенство людей всех рас и религий;

- увеличение роли народных масс в решении вопросов внешней и внутренней политики;

- свобода научной мысли и научного искания от давления религиозных, философских и политических построений и создание в государственном строе условий, благоприятных для свободной научной мысли;

- продуманная система народного образования и подъем благосостояния трудящихся. Создание реальной возможности не допустить недоедания и голода, нищеты и чрезвычайно ослабить болезни;

- разумное преобразование первичной природы Земли с целью сделать ее способной удовлетворить все материальные, эстетические и духовные потребности численно возрастающего населения;

- исключение войн из жизни общества.

Если рассмотреть каждое из условий, то можно увидеть, что соблюдаются почти все условия, которые указывал В.И. Вернадский для того, чтобы отличить ноосферу от существовавших ранее состояний биосферы. Сам Вернадский, замечая нежелательные, разрушительные последствия хозяйствования человека на Земле, считал их некоторыми издержками. Он верил в человеческий разум, гуманизм научной деятельности, торжество добра и красоты. Ноосферу следует принимать как символ веры, как идеал разумного человеческого вмешательства в биосферные процессы под влиянием научных достижений.

2. Радиация и здоровье. Виды ионизирующих излучений

Искусственная радиация все активнее вторгается в жизнь человечества и поскольку её невозможно ощутить органами чувств, мы зачастую и не предполагаем, где нас может подстерегать очередная доза облучения. Атомная энергетика, с её огромной потенциальной угрозой, - представляет только вершину айсберга. Источники ионизирующего излучения используются в медицине, в геологии, в транспорте, в быту, в других местах и, несмотря на то, что нас пытаются успокоить установлением различных норм радиационной безопасности - природа радиации такова, что несёт только разрушение. Речь идёт только об искусственных источниках радиации (ионизирующего излучения), естественные источники, потому так и называются, что избавиться от них не в нашей воле и человечество зарождалось и прошло свою эволюцию в их присутствии. Естественные источники, в некоторых случаях тоже могут быть ионизирующим излучением, но в нормальных условиях не считаются таковыми и не несут угрозы здоровью.

Влияние радиации на здоровье человека. Воздействие радиации на человека называют облучением. Угрозу для здоровья представляет именно Ионизирующее излучение - поток гамма-частиц обладающих большой мощностью, и способных ионизировать (привести к образованию заряженных частиц) вещество с которым взаимодействует. В результате воздействия ионизирующего излучения на клетки человека в них образуются свободные радикалы (частицы с неспаренным электроном), а, как известно из химии - атом стремится заполнить свою орбиталь и либо отдаёт лишний электрон, либо забирает его у соседнего атома. Таким образом, запускается цепная реакция в клетках по "обмену электронами". Такой обмен электронами приводит к повреждению сначала мембраны, а потом и самой клетки. Больше других подвержены воздействию активно делящиеся клетки (эмбриональные, стволовые, эпителиальные), изменения вызываемые облучением в организме, называются соматические (телесные).

Повреждение ДНК приводит к мутациям и несёт отдалённые последствия, как для самого организма, так и для следующих поколений, об их результатах можно только предполагать - такие повреждения носят название генетическими. Известно также, что большей мутации подвержены минисателлиты (относительно короткие повторяющиеся фрагменты ДНК длиной 10-60 нуклеотидов).

Последствия действия радиации (облучения):

- нарушение обмена веществ и эндокринного равновесия;

- иммунодепрессия и иммунодефицит;

- возникновение лейкозов и злокачественных опухолей;

- нарушение работы некоторых органов (например, щитовидной железы);

- воздействие на наследственность;

- нарушение органов зрения (возникновение катаракты);

- сердечнососудистые заболевания;

- временная или постоянная стерильность;

- сокращение средней ожидаемой продолжительности жизни;

- нарушение психики;

- задержка умственного развития.

Излучение тяжелых ионов вызывает большие повреждения, чем рентгеновское, гамма или электронное. Нейтронное излучение занимает промежуточное положение. Воздействие одинаковых доз радиации индивидуально для каждого человека, то, что один не заметит, для другого обернётся Лучевой болезнью. Один из основоположников радиобиологии шведский учёный P.M. Зиверт в 1950 году пришел к заключению, что любая, сколь угодно малая доза дополнительного облучения вызывает какой-то эффект, пусть в отдалённом будущем, пусть незначительно, но вызывает.

Виды ионизирующих излучений. Наиболее разнообразны по видам ионизирующих излучений так называемые радиоактивные излучения, образующиеся в результате самопроизвольного радиоактивного распада атомных ядер элементов с изменением физических и химических свойств последних. Элементы, обладающие способностью радиоактивного распада, называются радиоактивными; они могут быть естественными, такие, как уран, радий, торий и др. (всего около 50 элементов), и искусственными, для которых радиоактивные свойства получены искусственным путем (более 700 элементов). При радиоактивном распаде имеют место три основных вида ионизирующих излучений: альфа, бета и гамма.

Альфа-частица -- это положительно заряженные ионы гелия, образующиеся при распаде ядер, как правило, тяжелых естественных элементов (радия, тория и др.). Эти лучи не проникают глубоко в твердые или жидкие среды, поэтому для защиты от внешнего воздействия достаточно защититься любым тонким слоем, даже листком бумаги.

Бета-излучение представляет собой поток электронов, образующихся при распаде ядер как естественных, так и искусственных радиоактивных элементов. Бета-излучения обладают большей проникающей способностью по сравнению с альфа-лучами, поэтому и для защиты от них требуются более плотные и толстые экраны. Разновидностью бета-излучений, образующихся при распаде некоторых искусственных радиоактивных элементов, являются позитроны. Они отличаются от электронов лишь положительным зарядом, поэтому при воздействии на поток лучей магнитным полем они отклоняются в противоположную сторону.

Гамма-излучение, или кванты энергии (фотоны), представляют собой жесткие электромагнитные колебания, образующиеся при распаде ядер многих радиоактивных элементов. Эти лучи обладают гораздо большей проникающей способностью. Поэтому для экранирования от них необходимы специальные устройства из материалов, способных хорошо задерживать эги лучи (свинец, бетон, вода). Ионизирующий эффект действия гамма-излучения обусловлен в основном как непосредственным расходованием собственной энергии, так и ионизирующим действием электронов, выбиваемых из облучаемого вещества. Рентгеновское излучение образуется при работе рентгеновских трубок, а также сложных электронных установок (бетатронов и т. п.). По характеру рентгеновские лучи во многом сходны с гамма-лучами и отличаются от них происхождением и иногда длиной волны: рентгеновские лучи, как правило, имеют большую длину волны и более низкие частоты, чем гамма-лучи. Ионизация вследствие воздействия рентгеновских лучей происходит в большей степени за счет выбиваемых ими электронов и лишь незначительно за счет непосредственной траты собственной энергии. Эти лучи (особенно жесткие) также обладают значительной проникающей способностью.

Нейтронное излучение представляет собой поток нейтральных, то есть незаряженных частиц нейтронов (n) являющихся составной частью всех ядер, за исключением атома водорода. Они не обладают зарядами, поэтому сами не оказывают ионизирующего действия, однако весьма значительный ионизирующий эффект происходят за счет взаимодействия нейтронов с ядрами облучаемых веществ. Облучаемые нейтронами вещества могут приобретать радиоактивные свойства, то есть получать так -- называемую наведенную радиоактивность. Нейтронное излучение образуется при работе ускорителей элементарных частиц, ядерных реакторов и т. д. Нейтронное излучение обладает наибольшей проникающей способностью. Задерживаются нейтроны веществами, содержащими в своей молекуле водород (вода, парафин и др.).

Все виды ионизирующих излучений отличаются друг от друга различными зарядами, массой и энергией. Различия имеются и внутри каждого вида ионизирующих излучений, обусловливая большую или меньшую проникающую и ионизирующую способность, и другие их особенности. Интенсивность всех видов радиоактивного облучения, как и при других видах лучистой энергии, обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника излучения, то есть при увеличении расстояния вдвое или втрое интенсивность облучения уменьшается соответственно в 4 и 9 раз. Радиоактивные элементы могут присутствовать в виде твердых тел, жидкостей и газов, поэтому, помимо своего специфического свойства излучения, они обладают соответствующими свойствами этих трех состояний; они могут образовывать аэрозоли, пары, распространяться в воздушной среде, загрязнять окружающие поверхности, включая оборудование, спецодежду, кожный покров рабочих и т. д., проникать в пищеварительный тракт и органы дыхания.

Заключение

Одной из главных целей современной экологии как науки является изучение основных закономерностей и развитие теории рационального взаимодействия в системе «человек -- общество -- природа», рассматривая человеческое общество как неотъемлемую часть биосферы. Главнейшая цель современной экологии на данном этапе развития человеческого общества -- вывести Человечество из глобального экологического кризиса на путь устойчивого развития, при котором будет достигнуто удовлетворение жизненных потребностей нынешнего поколения без лишения такой возможности, будущих поколении.

Окружающая нас живая среда не является беспорядочным и случайным сочетанием живых существ. Она представляет собой устойчивую и организованную систему, сложившуюся в процессе эволюции органического мира. Любые системы поддаются моделированию, т.е. можно предсказать, как та или иная система отреагирует на внешнее воздействие. Системный подход -- основа изучения проблем экологии.

Список использованной литературы

экология радиация окружающий среда

1. Горшков В.Г., Кондратьев Н.Я., Шерман С.Г. Устойчивость биосферы и сохранение цивилизации. // Природа. 1993, № 3.

2. Израэль Ю. Прогнозирование антропогенных воздействий на климат в условиях реализации Киотского протокола. // В мире науки. - 2006, № 10.

3. Киселев В.Н. Основы экологии. - Минск: Вышэйшая школа, 2002.

4. Ливчак И.Ф., Воронов Ю.В., Стрелков Е.В. Охрана окружающей среды. - М.: Колос, 1998.

5. Моисеев Н.Н. Современный антропогенез и цивилизационные разломы.// Зеленый мир. - 1994, № 21-24.

6. Реймерс Н.Р. Природопользование. Словарь-справочник. - М.: 1990.

7. Сивинцев Ю.В. Радиация и человек. - М.: 1987.

8. Чернобыльская трагедия. Документы и комментарии. // Зеленый мир. 1996, № 11.

Размещено на Allbest.ru