Общая экология

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЛЕКЦИЯ 1. Общая экология

Основные понятия и термины.

Экология - биологическая наука, изучающая организацию и функционирование надорганизменных систем различных уровней: популяций, видов, биоценозов (сообществ), экосистем, биогеоценозов и биосфер.

«Ойкос» - дом, место обитания (греч.)

Впервые термин употреблен Э.Геккелем.

Часто экологию определяют так же, как науку о взаимоотношениях организмов между собой и с окружающей средой.

Современная экология интенсивно изучает проблемы взаимодействия человека и биосферы.

Основные разделы экологии:

• Общая (теоретическая) экология;

• Биоэкология;

• Экология человека, социальная экология;

• Прикладная экология.

• Общая экология посвящена объединению разнообразных экологических знаний на едином научном фундаменте.

• Биоэкология - «классическая» экология, сформировавшаяся в рамках биологии, представляет собой достаточно цельную область естествознания и посвящена взаимодействию с окружающей средой надорганизменных биологических систем всех уровней.

Разделы биоэкологи:

А) аунтэкология (греч. аунтос - сам) - взаимодействие отдельного организма со средой его обитания;

Б) популяционная экология - взаимодействие совокупности организмов со средой их обитания;

В) синэкология (греч. «син» - вместе) (или биоценология) - учение о сообществах растений, животных и микроорганизмов в их взаимодействии друг с другом;

Г) экосистемная экология - раздел биоэкологии, изучающий вз. сообществ различных видов живой природы с неорганической средой обитания.

• Экология человека - комплекс дисциплин, исследующих вз. человека как индивида и личности с окружающей его природой.

• Инженерная экология - научно-техническая дисциплина, определяющая способы и средства достижения экологически разумного компромисса между человеком и природой.

Основная задача инженерной экологии - разработка и практическое осуществление (внедрение) технически возможных, экономически целесообразных и экологически необходимых мероприятий, обеспечивающих рациональное использование и охрану окружающей среды.

Экосистема - это природный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания, связанных между собой обменом веществ и энергии.

Основные свойства экосистем:

• способность осуществлять круговорот веществ;

• Способность противостоять внешним воздействиям;

• способность производить биологическую продукцию.

Ранги экосистем:

• Микроэкоситема (процессы гниения внутри ствола дерева, капля воды, аквариум);

• Мезоэкосистема (лес, озеро, пруд);

• Макроэкосистема (океан, континент, природная зона);

• Глобальная экосистема (биосфера в целом).

биосфера антропогенный экологический природный

ЛЕКЦИЯ 2

Устойчивость экосистемы - свойства, внутренне присущие экосистеме, характеризующие способность:

- выдерживать изменения, создаваемые внешними воздействиями (техногенные);

- оказывать сопротивление внешним воздействиям;

- обнаруживать способность к восстановлению или самовосстановлению экосистемы.

Качество окружающей среды - совокупность параметров, которые всецело удовлетворяют как экологическим требованиям, так и научно-техническому прогрессу и благосостоянию общества.

Живое вещество Земли.

Основной признак жизни - самовоспроизведение и самообновление белковых тел, в основе которых лежит саморепликация (т.е. удвоение) молекул ДНК под действием под действием белков, ферментов с передачей генной информации рождающейся клетке.

Живые системы - открытые системы, через которые проходят потоки энергии и вещества; эти системы находятся в динамическом равновесии и в то же время ограничены от окружения структурами, которые затрудняют обмен веществ, сводят к минимуму потери веществ и служат для поддержания пространственного единства системы (клетка, защищенная мембраной).

В живое вещество входит около 40 элементов, наиболее распространены и необходимы для жизни 16, а основными являются 4 (Н2, N2, C, O2), реже встречаются S и P.

Кроме этого в химическом составе живых организмов важную роль играют ионы Na, Mg, K, Ca, Cl и следующие микроэлементы (Mn, Co, Fe, Cu, Zn, B, Al, Si, Va, Mb, Y).

Живое вещество - совокупность всех живых организмов.

В современных представлениях биосфера - это большая и сложная динамическая система, состоящая из компонентов живой и неживой природы, целостность которой поддерживается в результате постоянно действующего круговорота веществ.

Биосфера возникла 3,5 млрд. лет назад; в истории образования важную роль сыграло появление на Земле растений, способных синтезировать органическое вещество из минерального.

Биосфера охватывает верхний слой литосферы (до 5-6 км), водную оболочку (до 12 км), нижний слой атмосферы (до 15-25 км высоты).

Особенности биосферы:

- в значительном количестве жидкая вода;

- попадает мощный поток солнечной энергии;

- в биосфере проходит поверхность раздела между веществами, находящихся в 3-ех фазах.

Все особенности служат предпосылками для обмена веществ и энергии, в которой большую роль играют живые организмы.

Особенности живых объектов в биосфере

Ускорение хим реакций

Возможность проведения реакций которые при норм темпер и давлении вне организма не происходят (разложение или окисление жиров и углеводов)

Функции живого вещества в биосфере:

• Энергетическая;

• Деструктивная;

• Концентрационная;

• Средообразующая.

Энергетическая функция выполняется растениями, которые в процессе фотосинтеза аккумулируют солнечную энергию в виде разнообразных орг. соединений.

Зеленые растения являются главным механизмом биосферы. Аккумулируемая ими энергия является источником действенной хим. энергии биосферы, а также всей земной коры.

Внутри экосистемы эта энергия распределяется среди животных, частично рассеивается и частично накапливается в отмершем орг. веществе и переходит в полезные ископаемые (торф, уголь, нефть).

Растения - это источник питания для животных и человека.

ЛЕКЦИЯ 3

Деструктивная функция состоит в разложении, минерализации мертвого орг. вещества, в разложении г.п. (хим. разложение, вовлечение образовавшихся минералов в биотический кругооборот).

Мертвое орг. вещество разлагается до простых неорг. соединений (аммиак, СО2, Н2S, CH4 и т.д.), которые вновь используются в начальном звене кругооборота.

Этой функцией занимается специальная группа организмов - редуцентов (деструкторов).

Например, «пионеры жизни» лишайники, грибы, бактерии, сине-зеленые водоросли - оказывают на г.п. сильнейшее хим. воздействие растворами целого комплекса кислот, разлагая с их помощью минералы, организмы, избирательно извлекают и включают в биотический кругооборот важнейшие питательные элементы.

Благодаря жизнедеятельности организмов-деструкторов создается уникальное свойство почв - плодородие.

Концентрационная функция закл. в избирательном накоплении при жизнедеятельности организмов атомов веществ, рассеянных в природе.

Способность концентрировать элементы из разбавленных растворов - характерная способность живого вещества.

Наиболее активными концентраторами многих элементов являются микроорганизмы. Морские организмы активно концентрируют рассеянные минералы ля построения своих скелетов и покровов.

Средообразующая функция состоит в трансформации физико-химических параметров среды в условия, благоприятные для существования организмов. Можно сказать, что данная функция является совместным результатом всех рассмотренных выше функций живого вещества.

Средообразующая функция создает и поддерживает в равновесии баланс веществ и энергии в биосфере, обеспечивая стабильность условий существования организмов, в том числе и человека.

Вместе с тем живое вещество способно восстанавливать условия обитания, нарушенные в процессе природных катастроф или антропогенных воздействий.

В результате средообразующей функции в географической оболочке произошли следующие важнейшие события:

• Был преобразован газовый состав первичной атмосферы.

• Изменился хим. состав вод первичного океана.

• Образовалась толща осадочных пород в литосфере.

• На поверхности суши возник плодородный почвенный покров.

Если живое вещество распределить по поверхности Земли - толщина слоя составит 2 см.

При такой незначительной массе организмы осуществляют свою планетарную функцию за счет весьма быстрого размножения, т.е. весьма энергетичного круговорота веществ.

Свойства природных вод, соленость мирового океана и газовый состав атмосферы определяются жизнедеятельностью населяющих планету существ.

Классификация живого вещества.

Классификацию живого вещества необходимо осуществлять на геохимической основе, т.е. по хим . составу и особенностям преобразования орг. вещества.

• Автотрофы («авт» - сам , «троф» питание) - это все организмы, берущие нужные им для существования хим. элементы из окружающей костной материи и нетребующие для построения своего тела готовых орг. соединений др. организмов.

• Гетеротрофы («гетер» - разный) - организмы, нуждающиеся для своего существования в орг. веществе, образованном другими организмами.

• Миксотрофы - организмы, имеющие смешанный тип питания.

Гетеротрофы разделяются на 2 категории:

- биотрофы - питающиеся живыми орг. веществами;

- сапрофиты - используют отмершие орг. остатки («сапр» - гнить).

В существующих наземных экосистемах вес живого вещества гетеротрофов в тысячи раз меньше автотрофов. В результате этого биотрофы не справляются со своей кормовой функцией, и большая часть продукции живого вещества отмирает естественным образом. Отмершую органику и продукты метаболизма потребляют сапрофиты, которые полностью расщепляют эти вещества до простых минеральных соединений (СО2, N2, соли). Сапрофиты не только предохраняют среду от самоотравления, но и расщепляют органику, возвращают углерод и азот в минеральную форму (только в этой форме они могут потребляться автотрофами).

Фотоавтотрофы - зеленые растения, использующие солнечный свет в качестве источника энергии.

Хемоавтотрофы - бактерии, способные создавать живое вещество за счет энергии нитросфикации (окисление аммиака до НNO3).

ЛЕКЦИЯ 4. Экологические факторы и их действие

Экологический фактор - это любой элемент окружающей среды, способный оказывать влияние на живые организмы хотя бы на протяжении одной из фаз периода жизни.

Его можно определить как любое условие среды, на которое организм реагирует приспособительными реакциями.

Все экологические факторы делятся на:

- абиотические;

- биотические.

Абиотические:

• климатические - энергия солнца, поступающая в виде электромагнитных волн, давление, осадки;

• эдафогенные (почва) - мех. свойств почв, структура, влагоемкость, плотность, воздухонепроницаемость;

• геоморфологические (рельеф) - высота над уровнем моря, крутизна склона;

• химические - соли воды, концентрация и состав почвенных растворов.

Биотические - совокупность влияний одних организмов на других (их взаимоотношения):

• зоогенные - влияние организмов;

• фитогенные - влияние растений;

• микробиогенные - влияние микроорганизмов;

• антропогенные (воздействие человека) - совокупность разнообразных воздействий человека на окр. среду, а также на самого себя.

К антропогенным по биотическому относят абиотические: вредные примеси в воде и воздухе (от заводов, машин и теплоэнергетики).

Классификация организмов по отношению экологических факторов.

Воздействие человека на окр. среду проявляется в изменениях режимов множества абиотических и биотических факторов и выведения их за пределы, которые отвечают экологическим требованиям живых организмов.

У одних организмов требования к t , влажности и т.д. более широкие - эвритерные организмы, у других - боле узкие - стенотерные организмы.

Чем шире рассматривается предел экологических факторов для любого организма, тем выше его устойчивость, т.е. толерантность.

Кроме того для организмов имеет значение не только амплитуда, но и скорость колебания значений.

Экологическая валентность (пластичность) - способность организмов адаптироваться к экологическим факторам.

Требовательность к факторам среды определяет границы географической зоны, в пределах которой может обитать тот или иной организм, т.е. его ареал обитания.

Адаптация - эволюционно выработанные и наследственно закрепленные особенности живых организмов, обеспечивающие их нормальную жизнедеятельность в условиях динамических экологических факторов.

Классификация адаптаций:

• Морфологические - определяются строение организмов;

• Физиологические - изменения функционирования организма про жизнедеятельности;

• Поведенческие - проявляются в совершенно разных формах (миграции при изменении времени года и т.д.).

ЛЕКЦИЯ 5

Закон толерантности - (закон Шелфорда) - лимитирующим фактором процветания организма может быть как минимум, так и максимум экологического фактора, диапазон между которыми определяет величину толерантности вида к данному фактору.

Понятие об экологической нише и популяции.

Экологическая ниша - вся совокупность множества биологических характеристик и физических параметров среды, определяющих условия существования того или иного вида, преобразование им энергии, а также обмен информацией со средой и себеподобными.

Экологическую нишу можно рассматривать как совокупность всех требований организма к факторам окр. среды и месту, где эти требования удовлетворяются.

Если какой - либо фактор выйдет за пределы ниши, то это будет являться разрушением экологической ниши (антропогенное воздействие).

Популяция - совокупность свободно скрещивающихся особей одного вида, занимающих общую территорию и существующих пока и поскольку все условия места их обитания отвечают экологической нише данного вида.

Все живые организмы существуют только в форме популяций, т.е. совокупности особей, обладающих сходной наследственной природой.

Наследственная информаций концентрируется в половых клетках самцов и самок в особых образованиях - хромосомах в виде нуклеиновых кислот (ДНК и РНК).

Структура популяции:

• возрастной - соотношение особей разного возраста;

• сексуальный - соотношение полов;

• пространственный - колонии, семьи, стаи и т.д.

• численность - объем популяции.

Динамика численности и плотности популяции находится в тесной зависимости от рождаемости и смертности.

Рождаемость - это способность популяции к увеличению численности:

- удельная - выражается в числе новых особей на особь в единицу времени;

- абсолютная (общая) - число новых особей, появившихся за единицу времени.

Смертность - количество особей, погибших за определенный период времени:

- абсолютная - число особей, погибших за ед. времени;

- удельная - отношение абс. смертности к численности популяции.

Вз. между организмами в наземной и водной среде: классификация вз. происходит с точки зрения взаимной реакции организмов друг на друга.

Гомотипические - вз. между особями и группами одного и того же вида.

Гетеротипические - вз. между представителями разных видов.

Наиболее распространенный тип гетеротипических вз. - хищничество - т.е. непосредственное преследование и поедание одних видов другими.

- Паразитизм - т.е. обитание организма-паразита на поверхности ил внутри тела др. животного.

- Опыление растений животными.

- Форезия -т.е. перенос одними видами других.

- Коменсализм -(сотрапезничество) - когда одни организмы питаются остатками пищи других.

- Сожительство - использование одними животными мест обитания других животных.

- Нейтрализм - взаимонезависимость разных видов, обитающих на общей территории.

- Конкуренция - определяется, как стремление 2-ух видов обладать одним и тем же ресурсом.

Бывает межвидовая и внутривидовая конкуренция.

Межвидовая конкуренция - стремление одного вида вытеснить другой из данного места обитания.

Трофические цепи и уровни.

В экологической системе прослеживается четкая последовательность в развитии одних организмов за счет других, т.е. наблюдается своего рода цепь, состоящая из различных звеньев.

Каждая трофическая цепь является и энергетической цепью, т.е. цепь передачи потока энергии от солнца через зеленые растения ко всем остальным элемента системы.

1 звено: первичные продуценты (производители) - это зеленые растения, водоросли, мелкие одноклеточные организмы, составляющие фитопланктон.

К первому звену относятся и первичные консументы (потребители) - организмы, питающиеся первичными продуцентами и представляющие собой травоядных животных.

2 звено: вторичные консументы - питаются травоядными животными и представляют собой плотоядных животных (хищники, падальщики, паразиты).

3 звено: редуценты (разрушители орг. вещества).

Биологический цикл (круговорот) - это круговорот хим. веществ из неорг. среды через растительные организмы и далее через консументы и редуценты вновь в неорг. среду.

Все звенья цепи питания взаимосвязаны и зависимы друг от друга. При передаче энергии с одного трофического уровня на другой часть энергии рассеивается (теряется), вследствие этого цепь не может превышать 4-5 звеньев.

В каждом последующем звене пищевой цепи происходит уменьшение биомассы, а также численности особей и потока энергии по сравнению с предыдущим. Это явление названо пирамидой чисел (пирамидой Элтона).

Число этажей пирамиды обычно соответствует числу звеньев пищевой цепи. Основание пирамиды образуют растения - продуценты, над ними располагаются травоядные, а далее к вершине консументы. Вершину занимают наиболее крупные хищники.

ЛЕКЦИЯ 6. Гомеостаз и сукцессия

Важнейшим свойством биогеоценоза (экосистемы) является его устойчивость, т.е. сбалансированность идущих в нем процессов обменом веществом между всеми компонентами. Вследствие чего биогеоценозу свойственно состояние подвижного равновесия или гомеостаза («гомео» - тот же, «стазис» - состояние).

Сукцессия - (наследование) - последовательная смена биоценозов, преемственно возникающих на одной и той же территории в результате влияния глобальных природных факторов или воздействия человека.

Инженерная экология

Природные ресурсы Земли. Их классификация.

Природные ресурсы - природные объекты и явления, которые человек использует для создания материальных благ, обеспечивающих не только поддержание существования человека, но и постепенное повышение качества жизни.

Основные классификации природных ресурсов:

• По источникам происхождения;

• По использовании в производстве;

• По степени истощаемости ресурсов.

По источникам происхождения:

а) биологические; б) минеральные; в) энергетические.

Биологические ресурсы - все живые средообразующие компоненты биосферы, с заключенной в них генетической информацией.

Биологические ресурсы являются источниками получения людьми материальных и духовных благ. К ним относятся промысловые объекты, культурные растения, домашние животные, живописные ландшафты, микроорганизмы, т.е. сюда относятся растительные ресурсы животного мира и др.

Минеральные ресурсы - это все пригодные для употребления вещественные составляющие литосферы, используемые в хозяйстве как минеральное сырье или источники энергии.

Мин. сырье может быть рудным (если из него извлекают Ме) и нерудным (извлекают неМе) или используется как строительные материалы.

Если же мин. ресурсы используются как топливо (нефть, газ, торф, уголь) и одновременно как источник энергии в двигателях для получения пара и электричества, то их называют топливно - энергетическими ресурсами.

Энергетические ресурсы - совокупность энергии солнца и космоса, атомно-энергетических, топливно-энергетических, термальных и др. источников энергии.

По использованию в производстве:

а) Земельный фонд - все земли в пределах страны и мира, входящие по своему назначению в следующие категории: с/х, населенных пунктов, не с/х назначения (промышленные, транспортные, территории горных выработок и т.д.).

Мировой земельный фонд составляет 13,5 млрд. га.

б) Лесной фонд - часть земельного фона, на котором произрастает или может произрастать лес, а также территории, выделенные для ведения с/х и организации особо охраняемых природных территорий.

в) Водные ресурсы - количество подземных и поверхностных вод, которые могут быть использованы для различных целей в хозяйстве (наиболее важное значение - пресные воды).

г) Гидроэнергетические ресурсы - те ресурсы, которые дает движение воды в реке, приливно-отливная деятельность океана и т.п.

д) Ресурсы фаун - количество обитателей вод и лесов, которых может использовать человек, не нарушая экологического равновесия.

е) Полезные ископаемые (разные нерудные, топливно-энергетич.) - природное скопление минералов в земной коре, которое может быть использовано в хозяйстве, а также скопление п.и., которые должны иметь объем промышленного значения.

По истощаемости:

Истощение природных ресурсов с экологической позиции - несоответствие между безопасными нормами изъятия природного ресурса из экосистемы и недр и потребностями человека.

а) неисчерпаемые ресурсы - солнечная энергия и гравитационная, и вызвавшие ее природные силы. Все данные ресурсы существуют в неограниченном количестве.

б) исчерпаемые ресурсы - чистый воздух, пресная вода, плодотворная почва, растения и животные. Имеют количественные ограничения, но часть из них может возобновляться, если к этому естественные возможности, или возобновление с помощью человека; невозобновимые - реликты древних биосфер (уголь, топливо, руды Ме) - эти ресурсы конечны и в лучшем случае возобновимы в течение нескольких геологических эпох.

Ресурсообеспеченность - соотношение между величиной природных ресурсов и размерами их использования, выражается либо количеством лет, на которое должно хватить ресурса, либо его запасами из расчета на душу населения.

ЛЕКЦИЯ 7

Антропогенные экосистемы. Классификация экосистем.

• Природные экосистемы, движимые энергией солнца и несубсидируемые человеком.

• Природные экосистемы, движимые энергией солнца, субсидируемые другими естественными источниками энергии.

• Антропогенные экосистемы, движимые энергией солнца и субсидируемые человеком.

• Индустриально-городские экосистемы, движимые топливом (ископаемым, другим органическим, ядерным).

К первому типу относят: океаны, высокогорные леса, являющиеся основой жизнеобеспечения на Земле. Экосистемы первого типа неспособны поддерживать высокую плотность фауны и флоры, но при этом они занимают громадные площади (океаны около 70 % Земли)

Экосистемы второго типа вкл.: речные системы, дождевые леса, и другие, субсидируемые энергией приливных волн, течений, ветра. Экосистемы второго типа обладают высокой плодотворностью, поскольку организмы, обитающие в них, приспособились использовать дополнительную энергию (например, в дождевых лесах - энергию ветра и дождя). Данный тип экосистем производит столько первичной биомассы, что ее хватает не только на собственное содержание, но также часть данной продукции может выноситься в другие экосистемы или накапливаться.

Таким образом экосистемы работают на поддержание своей жизнеспособности и собственного развития без каких-либо затрат со стороны человека.

Более того в данных экосистемах создается доля пищевых продуктов и др. материалов, необходимых для жизни самого человека. Но самое главное именно в природных экосистемах очищаются большие объемы воздуха, возвращается в оборот пресная вода, формируется климат и т.д.

Третий тип экосистем: агроэкосистмы, аквакультуры, производящие продукты питания не только за счет энергии солнца, но и при внесении дотаций энергии в форме горючего, поставляемого человеком. Эти системы похожи на природные, поскольку саморазвитие культурных растений в период вегетации (роста растений) - это процесс природный и воззван к жизни солнечной энергией, но подготовка почвы, посев растений, уборка урожая и др. - это уже энергетические затраты человека. Более того человек практически целиком меняет природную экосистему, что выражается прежде всего в упрощении, т.е. в снижении видового разнообразия.

Таблица Сравнение природной и упрощенной антропогенной экосистем

Природная экосистема (болото, луг, лес)	Антропогенная экосистема (завод, поле, дом)
- получает, преобразует, накапливает солнечную энергию; - продуцирует кислород и потребляет диоксид углерода; - формирует плодородную почву; - накапливает, очищает и постепенно расходует воду; - создает место обитание различных видов дикой природы; - бесплатно фильтрует и обеззараживает воду; - обладает способностью самосохранения и самообновления	- потребляет энергию ископаемого и ядерного топлива; - потребляет кислород и продуцирует СО2 при сгорании ископаемого вещества; - истощает или представляет угрозу для природных почв; - расходует много воды, загрязняет ее; - разрушает место обитания многих видов дикой природы; - производит загрязнители и отходы, которые должны обеззараживаться за счет населения; - требует больших затрат для постоянного поддержания и восстановления

В экосистемах четвертого типа рассматривают индустриально - городские экосистемы, где энергия топлива полностью заменяет солнечную энергию. По сравнению с потоком энергии в природных экосистемах здесь наблюдается расход энергии на 2-3 порядка выше.

Годовая потребность человека к пище составляет около 1 млн. ккал. Но если подсчитать затраты энергии на душу населения, то они окажутся в десятки раз выше (на гражданина США - 86 млн. ккал в год).

ЛЕКЦИЯ 8. Природно-промышленная система и комплексы

Биосфера Земли в настоящее время подвергается возрастающему антропогенному воздействию. При появлении в структуре экологической системы объектов промышленного производства, оказывающих влияние на ее функционирование, возникает новая искусственная экосистема, представляющая из себя совокупность природных и искусственных объектов, формирующаяся в результате строительства и эксплуатации инженерных сооружений, комплексов и тех. средств, взаимодействующих с природными объектами - природно-промышленная система (ноогеоценоз), т.е. биогеоценоз при влиянии человека.

Природно-промышленный комплекс является хоз. единицей, обеспечивающей равновесие в природопользовании, возникает и длительное время функционирует в результате строительства и эксплуатации промышленных предприятий, вследствие чего первоначальная естественная экосистема претерпевает значительные изменения.

ППК вкл. в себя природные, промышленные, хозяйственные, коммунально-бытовые и агропромышленные объекты, функционирующие вместе как единое целое.

Главным компонентом, определяющим направление и характер функционирования ППК, является его промышленное звено.

Промышленное звено включает объекты основного и вспомогательного производства, объекты энергетики и объекты, отвечающие за строительство, эксплуатацию и реконструкцию действующих предприятий.

Коммунально-бытовое звено обеспечивает жизнедеятельность людей, занятых на промышленных предприятиях; вкл. в себя объекты, обеспечивающие строительство и эксплуатацию жилого фонда, предприятия питания, торговли, общественного транспорта, мед. учреждения, объекты культурного и общеобразовательного направлений.

Аграрное звено - с/х предприятия, лесного и лесовосстановительного фонда, охотничьего, промыслового профиля, заповедники, заказники, водоохранные объекты.

Границей ППК является граница зоны влияния всех промышленных, коммунально-бытовых и прочих предприятий, входящих в состав комплекса.

ППК преобразует практически все компоненты природы (вода, воздух, почва, и т.д.).

Обратно выбрасываются техногенные загрязнения: загрязнение воздушных и водных бассейнов, почвы материальными загрязнителями (тв. отходы, сточные воды, токсичные газы, биологические вещества), а также физические загрязнения (энергетические - теплота, шум, вибрация, УЗ, ионизирующее излучение и т.д.).

Подход к решению данной проблемы состоит в том, чтобы определить пределы устойчивости биосферы, равновесие природных систем, выявить все источник воздействия производства на природную среду. Изучение технических процессов как источников загрязнений природной среды позволяет:

А) провести полное обследование и инвентаризацию источников загрязнения окр. среды, оценить степень воздействия всего производства на окр. среду.

Б) оценить эффективность и рациональность использования природных ресурсов.

В) разработать систему мер, снижающих или предотвращающих негативное воздействие на природную среду.

Все элементы ППК находятся в постоянном вз., поэтому рационально функционирующий ППК, характеризуется минимальными материальными, энергетическими, трудовыми, экологическими и др. затратами при условии получения планируемого объема и качества промышленной продукции, обеспечения необходимого уровня качества окр. среды и достижения оптимальной продуктивности.

Необходимое или достаточное качество окр. природной среды означает:

• возможность устойчивого существования и развития данной экологической системы, сложившейся, созданной или преобразованной человеком в данном регионе.

• отсутствие неблагоприятных воздействий для наиболее важной популяции, находящейся в данном регионе.

ЛЕКЦИЯ 9 Классификация антропогенных воздействий на окружающую среду

Антропогенное воздействие - любая деятельность человека, связанная с реализацией экономических, военных, рекреационных, культурных и др. интересов человека, вносящих химические, физические, биологические изменения в окр. среду.

Нарушения систем жизнеобеспечения биосферы связаны в первую очередь с целенаправленными антропогенными воздействиями на экосферу и среду обитания человека.

• Общий характер процессов антропогенного воздействия, предопределяемый формами человеческой деятельности.

а) изменение ландшафтов и целостности природных комплексов;

б) изъятие природных ресурсов;

в) загрязнение окружающей среды.

2. Материальное, энергетическое природовоздействие: механические физические (тепловые, ЭМ, радиационные, световые, энергетические, акустические и т.п.), физико-химические, химические, биологические.

3. Категории объектов воздействия: природные, ландшафтные комплексы, поверхность Земли, почва, недра, растительность, животный мир, водные объекты, атмосфера и вся ее оболочки, микросреда и микроклимат обитания, люди.

4. Количественные характеристики воздействия:

- пространственные масштабы (глобальные, региональные, локальные);

- единичность и множественность;

- сила воздействия и степень их опасности (интенсивность факторов и эффектов, допустимость по нормативным экологическим критериям, степени риска).

5. Временные параметры и различия воздействия по характеру наступающих изменений (кратковременные и длительные, стойкие и нестойкие, прямые и опосредованные, обратимые и необратимые и т.д.).

Преднамеренные преобразования: освоение земель, сооружение различных промышленных объектов и технологических систем, строительство городов, путей сообщения, промышленных предприятий, добыча п.и. и т.д.).

К непреднамеренным изменениям относят: загрязнение окр. среды, изменение климата и газового состава атмосферы, образование кислотных дождей и смогов, нарушение озонового слоя, развития эрозионных процессов, экологические катастрофы, объединение видового состава биоценозов, развитие патологических изменений у человека.

Анализ экологических последствий антропогенного воздействия позволяет разделить все их виды на положительные и отрицательные.

К положительным воздействиям человека на биосферу относят: воспроизводство природных ресурсов, восстановление запасов подземных вод, лесоразведение, рекультивация технически нарушенных земель на месте разработки п.и. и др.

Главнейшим и наиболее распространенным видом отрицательного воздействия на биосферу является загрязнение.

Загрязнение окр. среды - это привнесение в ту или иную экологическую систему несвойственных ей живых или неживых компонентов, твердых, жидких и газообразных веществ, физических или структурных изменений, микроорганизмов или энергий в количествах, превышающих или нарушающих процессы круговорота и обмена веществ, потоки энергии со снижением продуктивности или разрушением данной экосистемы.

Различают природные и антропогенные загрязнения.

Природные вызваны природными, стихийными причинами (пыльные бури, вулканизационный пепел, селевые потоки и др.).

По объектам загрязнения различают загрязнения атмосферы, гидросферы, литосферы и околоземного пространства.

Бывают материальные, физические (энергетические)и информационные загрязнения.

К материальным относятся:

- механические (тв. бытовые отходы, пыль и аэрозоли и прочие тв. частицы в воде).

- химические (все газообразные, жидкие и твердые хим. соединения, которые попадают в окр.среду).

- биологические (все виды организмов, появляющиеся при участии человека и наносящие ему вред (грибы, водоросли).

К физическим относятся:

- тепловая энергия;

- электричество и ЭМ поля;

-шум, свет, вибрация;

- радиация.

ЛЕКЦИЯ 10. Загрязнения окружающей среды

Классификация выбросов вредных веществ в атмосферу устанавливается ГОСТами, согласно которым выбросы подразделяются по агрегатному состоянию и массе веществ в единицу времени.

Аэрозоли - частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе. В атмосфере воспринимаются в виде дыма, тумана, дымки, мглы. Значительная часть образуется в атмосфере при вз. тв. и жидких частиц между собой или паром (размеры частиц 1-5 мкм).

Основными физико-химическими характеристиками газообразных веществ являются хим. состав, плотность (для паров дополнительно упругость, летучесть и t).

Атмосферные загрязнители:

- первичные (поступившие в атмосферу);

- вторичные (являются результатом превращения первичных).

Физико-химический состав промышленной пыли зависит от материала, из которого она образовалась и технологии образования.

Механизм образования пыли определяет ее дисперсный состав.

Загрязнение гидросферы.

Сточные воды - воды, используемые на бытовые, производственные и др. нужд, загрязненные примесями, изменившими их первоначальный хим. состав и физ. свойства.

В зависимости от происхождения, состава бывают:

- бытовые (туалет, душ, прачечные, столовые, больницы);

- производственные (от технологических процессов, не отвечающие санитарно-гигиеническим нормам);

атмосферные (дождевые, талые воды, от полива улиц, фонтаны).

Загрязнение отходами.

Промышленные твердые отходы:

- металлические;

- неметаллические (хим. инертные (зола), хим. активные (пластмасса, резина));

- комбинированные (промышленный и строительный мусор).

Основное количество образуется при добыче п.и., при их обогащении и переработке.

Размещение промышленных тв. отходов требует отведения значительных площадей. Отходы загрязняют воздушные и водные бассейны, приводят к накоплению вредных веществ.

Тепловое загрязнение:

Присуще в большей или меньшей степени всем видам производств и проявляется в виде теплообмена между выбросами или тех. установками и окр. средой, что приводит в локальному повышению t атмосферы, воды, почв.

Последствия загрязнения окр. среды:

- ухудшение качества окр. среды;

- образование нежелательных потерь вещества труда, энергии при добыче или заготовке человеком серы, которые превращаются в отходы, рассеиваемые в биосфере;

- необратимые разрушения биосферы в целом;

- потери плодородных земель;

- прямое или косвенное ухудшение морального и физического состояния человека.

ЛЕКЦИЯ 11. Нарушение земной поверхности

Земли, утратившие свою ценность или являющиеся источником отрицательного воздействия на природную среду в результате производственной деятельности человека ,называют нарушенными.

Нарушение земель происходит как при геологоразведочных работах, так и при разработке месторождений.

Таблица Нарушенные территории

При геологоразведочных работах	При разработке месторождений
- территории промплощадок, буровых и геологоразведочных работ; - территории расположения транспортных коммуникаций, аэродромов и перевалочных баз; - территории, отводимые для жилищных и производственных сооружений	- территории размещения отходов производства; - территории расположения транспортных и электрических коммуникаций; - территории, отводимые для промышленных и жилищных сооружений; - создание водохранилищ и карьеров намывного песка; - территории горных отводов (карьеры, выход в шахты и др.)

При сооружении и эксплуатации транспортных трасс и пром. площадок происходит:

- деформация структуры и ухудшение качества почвенного слоя;

- уничтожение травянистого слоя, вырубка кустарников и деревьев, нарушение гумусового слоя;

- создание нового микроландшафта на отдельных участках трассы в связи с устройством выемок и насыпей, а также сооружения дамб.

Уничтожение травянистого покрова и кустарников в связи с подготовительными работами на полотне дорог и разработкой резервов имеют негативные экологические последствия в районах с неблагоприятными климатическими условиями (полупустыни, высокогорья, притундровые территории), где процессы восстановления растительного покрова протекают достаточно медленно.

Нарушение плодородного слоя, сопровождающееся изменением структуры почв, загрязнением песком, гравием, щебнем и связующими материалами по своим последствиям наиболее существенно для плодородных земель.

Прокладка дорожных трасс в лесистой местности сопровождается вырубкой леса на площади 1,5 га на 1 км дороги.

В средних широтах негативные экологические процессы, связанные с прокладкой трасс значительно менее ощутимы, благодаря достаточной эффективности процессов восстановления травяного покрова.

Нарушение естественных ландшафтов местности, на которой проводятся геологоразведочные работы, связаны с образованием впадин в результате проведения открытых горных выработок и образование возвышенностей, связанных с размещением породной массы горных отводов.

Нарушения земной поверхности, непосредственно связанные с проведением горных работ, ограничиваются площадями горных отводов и территориями, выделяемыми для размещения отходов производства.

Изменения, вызванные нарушением поверхности, отрицательно сказываются на ее биологических, эрозионных и эстетических характеристиках. Нарушения приводят к гибели или деградации растительного покрова, ухудшению качества, изменению структуры и потере плодородного почвенного слоя.

В результате появления впадин и выемок на земной поверхности изменяются водные режимы, и, как следствие, происходит заболачивание местности. Выработанное пространство характеризуется занимаемой площадью, глубиной, устойчивостью бортов, физ.-хим. свойствами пород и гидрогеологическими особенностями.

Отвалы вскрышных пород в геологическом аспекте характеризуются своим местоположением, параметрами, формой, физ.-хим. свойствами пород и гидрогеологическими условиями.

Размещено на Allbest.ur

...