Биосфера. Защита окружающей среды

     Министерство образования

     Российской Федерации 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Реферат

     по экологии

     Тема: Биосфера. Защита окружающей среды 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2006 

     Содержание

Введение

Основная  часть

1. Биосфера

1.1 Биоразнообразие  животных и растений

1.2 Взаимоотношения живых организмов в природе

2.Защита  окружающей природной среды

2.1 Загрязнение  воздушного бассейна выбросами  промышленных предприятий и автомобильного  транспорта

2.2 Технические  методы и принципы очистки  выбросов от загрязняющих веществ

3.Образование  отходов в производстве и потреблении

4.Способы  утилизации, обезвреживания и вторичного  использования отходов

5.Использование  водных ресурсов промышленными  и сельскохозяйственными предприятиями

6.Методы  очистки сточных вод

Заключение

Список  использованной литературы 
 

 

     Введение 

     Современное значение слова экология имеет более широкое значение, чем в первые десятилетия развития этой науки. Даже более того, чаще всего под экологическими вопросами понимаются, прежде всего, вопросы охраны окружающей среды. Во многом такое смещение смысла произошло благодаря все более ощутимым последствиям влияния человека на окружающую среду, однако за рубежом, например, часто разделяют понятия ecological (англ., относящееся к науке экологии) и environmental (англ., относящееся к окружающей среде). Всеобщее внимание к экологии повлекло за собой расширение первоначально довольно четко обозначенной Эрнстом Геккелем области знаний (исключительно биологических) на другие естественнонаучные и даже гуманитарные науки. [1, c. 5-7]

     Ниже приведены два альтернативных определения данной науки:

• Экология — познание экономики природы, одновременное исследование всех взаимоотношений живого с органическими и неорганическими компонентами сред… Одним словом, экология — это наука, изучающая все сложные взаимосвязи в природе, рассматриваемые Дарвином как условия борьбы за существование (это определение Э. Геккеля написано в те времена, когда экология была ещё исключительно биологической наукой). Нынешнее понимание экологии шире.[5]
• Экология — биологическая наука, которая исследует структуру и функционирование систем надорганизменного уровня (популяции, сообщества, экосистемы) в пространстве и времени в естественных и измененных человеком условиях. Это определение дано на 5-м Международном экологическом конгрессе (1990) с целью противодействия размыванию понятия экологии, наблюдаемому в настоящее время.

     В этом реферате рассмотрены одни из основных вопросов, касающихся современной экологии.

     1. Биосфера 

     Биосфера, оболочка Земли, в пределах которой существует жизнь. Биосфера включает нижнюю часть атмосферы (15–20 км), верхнюю часть литосферы и всю гидросферу. Нижняя граница опускается в среднем на 2–3 км на суше и на 1–2 км ниже дна океана. Термин «биосфера» ввел австрийский геолог Э.Зюсс в 1875, тогда как основы учения о биосфере, которые актуальны и в современной науке, были разработаны В.И.Вернадским. [3, c. 76] Биосфера состоит из живого, или биотического, и неживого, или абиотического, компонентов. Биотический компонент – это вся совокупность живых организмов (по Вернадскому – «живое вещество»). Абиотический компонент – сочетание энергии, воды, определенных химических элементов и других неорганических условий, в которых существуют живые организмы. 

     1.1 Биоразнообразие  животных и растений 

     Биологическое разнообразие означает многообразие живых организмов из всех сред, включая сухопутные, морские и другие водные экосистемы и составляющие их экологические комплексы; разнообразие внутри видов, между видами и экосистемами.

     Биоразнообразие – это общий термин, охватывающий виды всевозможных местообитаний, растений, животных, микроорганизмов. В качестве основы можно выделить три типа разнообразия:

1. экосистемы и ландшафты (разнообразие местообитания);
2. виды животных растений, грибов, лишайников и бактерий (разнообразие видов);
3. генофонд (генетическое разнообразие).

     Многообразие растений и животных – результат наследственной изменчивости, борьбы за существование и естественного отбора. Изучением многообразия органического мира занимается наука, которая называется Систематика. К настоящему времени ученым удалось сосчитать и описать 1,7 миллиона живых организмов, но общее число видов на планете составляет от 5 до 30 миллионов. Так например, разнообразие видов растений составляет 0,5 млн., животных – 1,5 млн. К настоящему времени довольно хорошо изучены виды птиц и млекопитающих, чего нельзя сказать о таких мелких организмах, как насекомые, грибы, бактерии и вирусы. Распределение видов по поверхности планеты неравномерно. Разнообразие видов в естественных средах обитания максимально в тропической зоне и уменьшается с увеличением широты. Самые богатые видовым разнообразием экосистемы – дождевые тропические леса, которые занимают около 7 % поверхности планеты и содержат более чем 90% всех видов.[4, c. 231]

     Многообразие видов – основа существования биосферы. Биоразнообразие видов – богатство нашей планеты, без которого невозможна жизнь человека. 

     1.2Взаимоотношения  живых организмов  в природе 

     Жизнь в биосфере зависит от потока энергии и круговорота веществ между биотическим и абиотическим компонентами. Круговороты веществ называются биогеохимическими циклами. Существование этих циклов обеспечивается энергией Солнца. Земля получает от Солнца ок. 1,3ґ1024 калорий в год. Около 40% этой энергии излучается обратно в космос; 15% поглощается атмосферой, почвой и водой; остальная энергия – это видимый свет, первичный источник энергии для всей жизни на Земле.[5]

     Фотосинтез, хемосинтез, дыхание и брожение – основные процессы, благодаря которым поток энергии проходит через организмы. Первые два процесса обеспечивают синтез органических веществ за счет энергии света (фотосинтез) и окисления неорганических веществ (хемосинтез). В ходе дыхания и брожения органические вещества расщепляются, а заключенная в них энергия используется живыми организмами, но в конечном итоге переходит в тепло. Брожение, в отличие от дыхания, не требует кислорода.

     Наглядное представление о путях прохождения энергии дают пищевые цепи. Каждое их звено – это определенный трофический уровень. Первый трофический уровень занимают автотрофы, или продуценты. Организмы второго трофического уровня называются первичными консументами, третьего – вторичными консументами и т.д. Продуценты – это растения, цианобактерии (синезеленые «водоросли») и некоторые другие типы бактерий. Часть энергии, связанной продуцентами в процессе фотосинтеза, расходуется при собственном дыхании, другая часть сохраняется в их клетках и тканях и доступна для консументов. Разность между скоростью фотосинтеза и скоростью дыхания фотосинтезирующих организмов называется чистой первичной продукцией. В чистую первичную продукцию переходит всего ок. 0,1% солнечной энергии, достигающей поверхности Земли. Однако за год абсолютное количество чистой первичной продукции составляет 6ґ1020 калорий, что соответствует 165 млрд. т органического вещества. [1, c. 114]

     Организмы, не способные к фотосинтезу или хемосинтезу, – это гетеротрофы, или консументы. К ним относятся животные, грибы, большая часть бактерий и немногие растения, утратившие способность к фотосинтезу. Консументы зависят прямо (травоядные) или косвенно (хищники) от величины чистой первичной продукции как источника энергии и веществ. Прохождение энергии через живое вещество представляет собой путь от света к продуцентам, далее к консументам, а от тех и других – к теплу. Этот путь – поток, а не круговорот, поскольку в виде тепла энергия рассеивается в окружающей среде и не может снова использоваться для фотосинтеза. Таким образом, энергетический поток через живое вещество – это процесс потери накопленной организмами энергии.

     Другой важнейший аспект существования жизни на Земле – биогеохимические циклы, в которые вовлечены вода и основные биогенные химические элементы – C, H, O, N, P, S, Fe, Mg, Mo, Mn, Cu, Zn, Ca, Na, K и др. Все циклы состоят из двух фаз: органической (во время которой вещество или элемент находится в составе живых организмов) и неорганической. Последовательные переходы вещества из одной фазы в другую совершаются бесчисленное число раз. Так, например, ежегодно проходит через органическую фазу и возвращается в неорганическую 1/7 часть всего углекислого газа и 1/4500 часть кислорода атмосферы; подсчитано, что вся вода оборачивается за 2 млн. лет.

     Поддержание динамического равновесия между биотическим и абиотическим компонентами биосферы является необходимым условием существования всех форм жизни. Воздействие человека на биосферу, сопровождающееся ухудшением качества воды, сведением лесов или выбросом в атмосферу загрязняющих веществ, может создать угрозу жизни на Земле. 
 

 

     2.Защита  окружающей природной  среды 

     2.1 Загрязнение воздушного  бассейна выбросами  промышленных предприятий  и автомобильного  транспорта 

     Одной из проблем, имеющих глобальный характер, является возрастание содержания в атмосфере углекислого газа в результате техногенных выбросов. Наиболее опасным последствием этого явления может стать повышение температуры воздуха благодаря «парниковому эффекту». Проблема нарушения глобального цикла массобмена углерода уже переходит из области экологии в экономические, социальные и, в конце концов, политические сферы.

     К загрязнениям регионального масштаба относятся многие отходы промышленных предприятий и транспорта. В первую очередь, это касается диоксида серы. Он вызывает образование кислотных дождей, поражающих организмы растений и животных и вызывающих заболевания населения. Техногенные оксиды серы распределяются неравномерно и наносят ущерб отдельным районам. За счет переноса воздушных масс они зачастую пересекают границы государств и оказываются на территориях, удаленных от индустриальных центров.

     В крупных городах и промышленных центрах воздух, наряду с оксидами углерода и серы, часто загрязнен оксидами азота и твердыми частицами, выбрасываемыми автомобильными двигателями и дымовыми трубами. Нередко наблюдается образование смога. Хотя эти загрязнения носят локальных характер, они затрагивают многих людей, компактно поживающих на таких территориях. Кроме того, наносится ущерб окружающей природе.

     Основными мерами борьбы с загрязнением атмосферы являются: строгий контроль выбросов вредных веществ. Нужно заменять токсичные исходные продукты на нетоксичные, переходить на замкнутые циклы, совершенствовать методы газоочистки и пылеулавливания. Большое значение имеет оптимизация размещения предприятий для уменьшения выбросов транспорта, а также грамотное применение экономических санкций. 

     2.2 Технические методы  и принципы очистки  выбросов от загрязняющих  веществ 

     Очистка газов от аэрозолей. Методы очистки по их основному принципу можно разделить на механическую очистку, электростатическую очистку и очистку с помощью звуковой и ультразвуковой коагуляции.

     Механическая очистка газов включает сухие и мокрые методы. К сухим методам относятся:

     1) гравитационное осаждение;

     2) инерционное и центробежное пылеулавливание;

     3) фильтрация.

     В большинстве промышленных газоочистительных установок комбинируется несколько приемов очистки от аэрозолей, причем конструкции очистных аппаратов весьма многочисленны.

     Гравитационное осаждение основано на осаждении взвешенных частиц под действием силы тяжести при движении запыленного газа с малой скоростью без изменения направления потока. Процесс проводят в отстойных газоходах и пылеосадительных камерах. Для уменьшения высоты осаждения частиц в осадительных камерах установлено на расстоянии 40–100 мм множество горизонтальных полок, разбивающих газовый поток на плоские струи.

     Производительность осадительных камер П = SwО, где S — площадь горизонтального сечения камеры, или общая площадь полок, м2; wO — скорость осаждения частиц, м/с. Гравитационное осаждение действенно лишь для крупных частиц диаметром более 50-100 мкм, причем степень очистки составляет не выше 40-50%. Метод пригоден лишь для предварительной, грубой очистки газов. [5]