Экология как наука. 2
Содержание:
1. Экология как наука. Цель, задачи, объект и предмет изучения…………….2
2. Источники загрязнения пресных вод. Очистка сточных вод………………..7
3. Эссе на тему «Почему мы предпочитаем
экологически чистые продукты?»……………………………………………………
4. Список используемой литературы…………………………………………...
Вопрос № 1
Экология как наука. Цель, задачи, объект и предмет изучения.
Как самостоятельная наука экология сформировалась приблизительно к 1900 г. Термин "экология" был предложен немецким биологом Эрнстом Геккелем в 1869 г. Следовательно, это сравнительно молодая наука. Но именно она переживает в настоящее время период быстрого роста.
Экология (греч. oicos - дом и logos - наука) в буквальном смысле - наука о местообитании.
Существует много определений экологии, однако подавляющее большинство современных исследователей считает, что экология - это наука, изучающая условия существования живых организмов и взаимосвязи между организмами и средой, в которой они обитают.
Понятие экологии очень обширно, поэтому в зависимости от акцента на той или иной ее задаче меняется и формулировка определения. Для "долгосрочного употребления" лучшим может быть, например, следующее: "Экология - это биология окружающей среды". Для последних десятилетий XX в. наиболее подходит одно из определений экологии, приведенное в полном словаре Уэбстера: "Предмет экологии - это совокупность или структура связей между организмами и средой". Эрнст Геккель дал этой науке исчерпывающее определение: "Под экологией мы понимаем сумму знаний, относящихся к экономике природы: изучение всей совокупности взаимоотношений животного с окружающей его средой, как органической, так и неорганической, и прежде всего - его дружественных или враждебных отношений с теми животными и растениями, с которыми оно прямо или косвенно вступает в контакт. Одним словом экология - это изучение всех сложных взаимоотношений, которые Дарвин назвал условиями, порождающими борьбу за существование".
Экология, как и всякая другая наука, имеет два аспекта:
- первый - это стремление к познанию ради самого познания;
- второй - применение собранных знаний для решения практических проблем, связанных с окружающей средой.
Все возрастающее значение экологии объясняется тем, что ни один из вопросов огромной практической важности в настоящее время нельзя решить без учета связей между живыми и неживыми компонентами природы.
Практический выход экологии можно видеть, прежде всего, в решении вопросов природопользования; именно она должна создать научную основу эксплуатации природных ресурсов. Законы, лежащие в основе естественных природных процессов, будут в центре нашего внимания. Однако прежде необходимо остановиться на взаимоотношении экологии и охраны природы. Западные ученые обычно различают науку экологию и науки об окружающей среде. Экология изучает три группы факторов среды, воздействующих на организмы:
- абиотические;
- биотические;
- антропогенные.
Охрана природы рассматривает только третий фактор - воздействие человека на среду, и то не во всем совпадает с обще экологическим подходом. Охрана природы и шире и уже раздела экологии, который исследует влияние антропогенного фактора на природу. Уже - потому, что анализируется не любое воздействие, а лишь то, последствие которого может иметь значение для жизни человеческого общества. Шире - потому, что рассматривается влияние антропогенного фактора не только на органический мир, но и на неживую природу.
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.
Для достижения этих целей экологической науке предстоит решить ряд разнообразных и сложных задач, в том числе:
- разработать теории и методы оценивания устойчивости экологических систем на всех уровнях;
- исследовать механизмы регуляции численности популяций и биотического разнообразия, роли биоты (флоры и фауны) как регулятора устойчивости биосферы;
- изучить и создать прогнозы изменений биосферы под влиянием естественных и антропогенных факторов;
- оценивать состояния и динамики природных ресурсов и экологических последствий их потребления;
- разрабатывать методы управления качеством окружающей среды;
- формировать понимание проблем биосферы и экологическую культуру общества.
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.
С научно-практической точки зрения вполне обосновано деление экологии на:
1. Теоретическая экология
- вскрывает общие
2. Прикладная экология
- изучает механизмы разрушения
биосферы человеком, способы
1. разработка общей
теории устойчивости
2. изучение экологических механизмов адаптации к среде;
3. исследование регуляции численности популяций;
4. изучение биологического разнообразия и механизмов его поддержания;
5. исследование продукционных процессов;
6. исследование процессов, протекающих в биосфере, с целью поддержания ее устойчивости;
7. моделирование состояния
экосистем и глобальных
Основные прикладные задачи, которые экология должна решать в настоящее время, следующие:
- прогнозирование и оценка возможных отрицательных последствий в окружающей природной среде под влиянием деятельности человека;
- улучшение качества окружающей природной среды;
- сохранение, воспроизводство и рациональное использование природных ресурсов.
- оптимизация инженерных, экономических, организационно-правовых, социальных и иных решений для обеспечения экологически безопасного устойчивого развития, в первую очередь в экологически наиболее неблагополучных районов.
Следует осознать, что человек для природы всего лишь один из многочисленных порожденных ею видов живых существ. Когда-то его не было… война, которую человек фактически ведет с природой, - заранее проигранная война: кто бы ни победил в ней – человек обречен. Выход из создавшегося положения – мирное сосуществование человеческого общества и природы, при котором должна быть разумно перестроена жизнь и отдельного человека, и обществом в целом.
Все это определяет стратегическую задачу экологии: на основе познания законов природы, используя все достижения научно технического прогресса, создать научную базу для гармонизации взаимоотношений человеческого общества и природы и разработать практические рекомендации, направленные на оздоровление и поддержания надлежащего качества природной среды, без чего невозможно нормальное существования всего ныне живущего на Земле и жизни как таковой в перспективе.
Таким образом, экология становится одной из важнейших наук будущего и «возможно, само существование человека на нашей планете будет зависеть от ее прогресса».
Экология занимается изучением организма во всей совокупности его взаимоотношений со средой. Таким образом, предметом экологии являются – популяции видов, а объектом – взаимоотношения этих популяций с живой (другие организмы) и неживой природой.
Казалось бы, этим же занимается и физиология, но, как отмечает Плантефоль: физиолог изучает организм, помещенный в искусственные условия. Эколог же рассматривает организм не в теоретически созданной среде (всегда себе подобной вплоть до отдельного фактора), а в окружающем мире, в котором действуют постоянно меняющиеся силы. Существует масса примеров несоответствия результатов, полученных в лабораторных условиях, и наблюдаемых в природе. Например, размножение диатомовых водорослей в культуре. Разумеется, приведенные факты не означают, что лабораторные исследования не представляют интереса. Напротив, они необходимы, но нельзя бездумно внедрять в природу результаты экспериментов.
Из всего вышесказанного вы согласитесь с мнением другого французского исследователя Лабейри, что экология – это все-таки наука о реальном. Это естественная наука, но вид исследуется экологией не на уровне отдельно взятой особи (особь остается объектом исследования морфологии, систематики, физиологии), а всей популяции, т.е. совокупности особей, которая занимает определенную территорию и обновляется во времени. Для выделения вида как основной структурной единицы живого вещества используются два подхода. Вид может определяться как совокупность организмов, обладающих единством морфологических признаков (морфологический вид). Другой подход базируется на особенностях биологии размножения и экологии (биологический вид). Вид – это совокупность сходных между собой особей, способных к скрещиванию с образованием плодовитого потомства и в репродуктивном отношении изолированных от других сходных совокупностей особей. Вид обладает единым геномом и ареалом. В экологическом отношении для особей одного вида характерны одни и те же взаимоотношения со средой обитания (единство ареала). Вид состоит из популяций особей.
Положение экологии в системе естественных наук обеспечивает ее теснейшую связь с биологией (систематика, зоология, ботаника, физиология, генетика и др.), географией (ландшафтоведение, биогеография, климатология, медицинская география, демография и др.), медициной (гигиена, токсикология, бактериология, эпидемиология и др.,), с социальными науками (социология, психология, лингвистика, экономика и др.), с рядом правовых (экологическое право) и естественных наук (физика, химия, математика и кибернетика).
Вопрос № 2.
Источники загрязнения пресных вод. Очистка сточных вод.
Загрязнение пресных вод — попадание различных загрязнителей в воды рек, озер, подземных вод. Происходит при прямом или непрямом попадании загрязнителей в воду в отсутствие адекватных мер по очистке и удалению вредных веществ.
В большинстве случаев
загрязнение пресных вод
Однако объём естественных загрязняющих веществ ничтожен по сравнению с производимыми человеком. Ежегодно в водные бассейны попадают тысячи химических веществ с непредсказуемым действием, многие из которых представляют собой новые химические соединения. В воде могут быть обнаружены повышенные концентрации токсичных тяжёлых металлов (как кадмия, ртути, свинца, хрома), пестициды, нитраты и фосфаты, нефтепродукты, поверхностно-активные вещества (ПАВЫ), лекарственные препараты. Как известно, ежегодно в моря и океаны попадает до 12 млн тонн нефти.
Определенный вклад в повышение концентрации тяжелых металлов в воде вносят и кислотные дожди. Они способны растворять в грунте минералы, что приводит к увеличению содержания в воде ионов тяжелых металлов. С атомных электростанций в круговорот воды в природе попадают радиоактивные отходы.
Сброс неочищенных сточных вод в водные источники приводит к микробиологическим загрязнениям воды. По оценкам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) 80 % заболеваний в мире вызваны неподобающим качеством и антисанитарным состоянием воды. В сельской местности проблема качества воды стоит особенно остро — около 90 % всех сельских жителей в мире постоянно пользуются для питья и купания загрязненной водой.
Загрязнители попадают в пресную воду различными путями: в результате несчастных случаев, намеренных сбросов отходов, проливов и утечек.
Крупнейший потенциальный источник загрязнения — фермерские хозяйства, занимающие в Англии и Уэльсе почти 80 % земель. Часть покрывающего почву необработанного навоза животных проникает в источники пресной воды.
Кроме того, фермеры Англии
и Уэльса ежегодно вносят в почву
2,5 млн тонн азота, фосфора и калия, и часть
этих удобрений попадает в пресную воду.
Некоторые из них — стойкие органические
соединения, проникающие в пищевые цепи
и вызывающие экологические проблемы.
Сегодня в Великобритании свёртывают
производство хлорорганических соединений,
выпускаемых в больших количествах в 1950-е
гг.
Всё большую угрозу для пресноводных водоёмов представляют стоки, сбрасываемые рыбоводческими хозяйствами, ввиду широкого применения ими фармацевтических средств борьбы с болезнями рыб. Быстрое загрязнение подземных вод вокруг городов. Источник — возрастающее число загрязнённых скважин вследствие неправильной эксплуатации. Лесные хозяйства и открытый дренаж — источники большого количества веществ, попадающих в пресную воду, в первую очередь железа, алюминия и кадмия. С ростом деревьев кислотность лесной почвы увеличивается, и проливные дожди образуют очень кислые стоки, губительные для живой природы. Попав в реку, навозная жижа может стать причиной серьёзной экологической катастрофы, так как её концентрация в 100 раз больше, чем у сточных вод, обработанных на очистных сооружениях.
Атмосферное загрязнение пресной воды особенно пагубно. Есть два вида таких загрязнителей: грубодисперсные (зола, сажа, пыль и капельки жидкости) и газы (сернистый газ и двуокись азота). Все они — продукты промышленной или с/х деятельности. Когда в дождевой капле эти газы соединяются с водой, образуются концентрированные кислоты — серная и азотная.
Твёрдые и жидкие загрязняющие вещества попадают из почвы в источники водоснабжения в результате т.н. выщелачивания. Небольшие количества сваленных на землю отходов растворяются дождём и попадают в грунтовые воды, а затем в местные ручьи и реки. Жидкие отходы быстрее проникают в источники пресной воды. Растворы для опрыскивания сельскохозяйственных культур либо теряют свою активность при контакте с почвой, либо попадают в местные реки, либо выщелачиваются в земле и проникают в грунтовые воды. До 80 % таких растворов тратятся впустую, так как попадают не на объект опрыскивания, а в почву.
Время, требуемое для проникновения загрязнителей (нитратов или фосфатов) из почвы в грунтовые воды, точно неизвестно, но во многих случаях этот процесс может длиться десятки тысяч лет. Загрязняющие вещества, поступающие в окружающую среду от промышленных предприятий, называют промышленными стоками и выбросами.
Всё большую актуальность приобретает загрязнение подземных вод. С помощью современных технологий человек всё интенсивнее использует подземные воды, истощая и загрязняя их. Вокруг городов бурно развивается частное строительство жилья и мелких предприятий, с автономным водоснабжением. Например, в Подмосковье ежедневно бурится от 50 до 200 скважин разной глубины. По разным причинам (незнанию например), подавляющее большинство скважин эксплуатируется без соблюдения правил пользования такими источниками воды. Это приводит к быстрому локальному загрязнению подземных вод этого региона.
Очистка сточных вод.
В реках и других водоемах происходит естественный процесс самоочищения воды. Однако он протекает медленно. Пока промышленно- бытовые сбросы были невелики, реки сами справлялись с ними. В наш индустриальный век в связи с резким увеличением отходов водоемы уже не справляются со столь значительным загрязнением. Возникла необходимость обезвреживать, очищать сточные воды и утилизировать их.
Очистка сточных вод - обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из них вредных веществ. Освобождение сточных вод от загрязнения - сложное производство. В нем, как и в любом другом производстве имеется сырье (сточные воды) и готовая продукция (очищенная вода).
Методы очистки сточных вод можно разделить на механические, химические, физико-химические и биологические, когда же они применяются вместе, то метод очистки и обезвреживания сточных вод называется комбинированным. Применение того или иного метода в каждом конкретном случае определяется характером загрязнения и степенью вредности примесей.
Сущность механического метода состоит в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. Грубодисперсные частицы в зависимости от размеров улавливаются решетками, ситами, песколовками, септиками, навозоуловителями различных конструкций, а поверхностные загрязнения - нефтеловушками, бензомаслоуловителями, отстойниками и др. Механическая очистка позволяет выделять из бытовых сточных вод до 60-75% нерастворимых примесей, а из промышленных до 95%, многие из которых как ценные примеси, используются в производстве.
Химический метод заключается в том, что в сточные воды добавляют различные химические реагенты, которые вступают в реакцию с загрязнителями и осаждают их в виде нерастворимых осадков. Химической очисткой достигается уменьшение нерастворимых примесей до 95% и растворимых до 25%. При физико-химическом методе обработки из сточных вод удаляются тонко дисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества, чаще всего из физико-химических методов применяется коагуляция, окисление, сорбция, экстракция и т.д.
Широкое применение находит также электролиз. Он заключается в разрушении органических веществ в сточных водах и извлечении металлов, кислот и других неорганических веществ. Электролитическая очистка осуществляется в особых сооружениях - электролизерах. Очистка сточных вод с помощью электролиза эффективна на свинцовых и медных предприятиях, в лакокрасочной и некоторых других областях промышленности.
Загрязненные сточные воды очищают также с помощью ультразвука, озона, ионообменных смол и высокого давления, хорошо зарекомендовала себя очистка путем хлорирования.
Среди методов очистки сточных вод большую роль должен сыграть биологический метод, основанный на использовании закономерностей биохимического и физиологического самоочищения рек и других водоемов. Есть несколько типов биологических устройств по очистке сточных вод: биофильтры, биологические пруды и аэротенки.
В биофильтрах сточные воды пропускаются через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Благодаря этой пленке интенсивно протекают процессы биологического окисления. Именно она служит действующим началом в биофильтрах.
В биологических прудах в очистке сточных вод принимают участие все организмы, населяющие водоем.
Аэротенки - огромные резервуары из железобетона. Здесь очищающее начало - активный ил из бактерий и микроскопических животных. Все эти живые существа бурно развиваются в аэротенках, чему способствуют органические вещества сточных вод и избыток кислорода, поступающего в сооружение потоком подаваемого воздуха. Бактерии склеиваются в хлопья и выделяют ферменты, минерализующие органические загрязнения. Ил с хлопьями быстро оседает, отделяясь от очищенной воды.
Инфузории, жгутиковые, амебы, коловратки и другие мельчайшие животные, пожирая бактерии, не слипающиеся в хлопья, омолаживают бактериальную массу ила.
Сточные воды перед биологической очисткой подвергают механической, а после нее для удаления болезнетворных бактерий и химической очистке, хлорированию жидким хлором или хлорной известью. Для дезинфекции используют также другие физико-химические приемы (ультразвук, электролиз, озонирование и др.).
Биологический метод дает большие результаты при очистке коммунально-бытовых стоков. Он применяется также и при очистке отходов предприятий нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности, производстве искусственного волокна.
Вопрос № 3
Почему мы предпочитаем экологически чистые продукты?
Как известно, человек есть то, что он ест. Без преувеличений, качество питания – это основополагающий фактор нашего здоровья и долголетия. Поэтому в западном мире уже давно наряду с обычными продуктами существуют экологически-чистые (органические), которые обходятся, конечно же, дороже своих генетически-модифицированных собратьев, но большинство адекватных людей предпочитают не экономить на своём здоровье при наличии материальной возможности. В Европе и Америке производители строго блюдут законы, каждый товар имеет обязательную маркировку, указывающую на наличие или отсутствие ГМО, в достоверности которой сомневаться не приходится.
А что у нас? В России на товарных полках то и дело мелькают пёстрые маркировки «Не содержит ГМО», «Био» и «Organic control», однако, по мировым стандартам, экологически чистыми считаются только те продукты, которые произведены в экологически-чистых районах без применения химических и минеральных удобрений и генной инженерии. Но в нашей стране до сих пор понятие «органический продукт» не закреплено в Законодательстве, нет системы сертификации данных продуктов, производственные технологии многих предприятий бесконечно устарели, а сельское хозяйство, которое по идее должно поставлять на рынок натуральные продукты, находится в глубоком анабиозе. Поэтому на данный момент в России не существует органических продуктов, фирмы-производители лишь вешают на свои товары яркие и оптимистичные ярлыки, не забыв накрутить в 1,5-3 раза цены, а покупатели приобретают под видом экологически-чистых продуктов самые, что ни на есть, «экологически-грязные»…
Пути решения проблемы. Несколько лет назад применялась попытка импорта органически-чистых продуктов к нам из стран, занимающих мировое первенство в этой сфере – Германии, Великобритании, США, Японии. Но из-за высоких таможенных пошлин, цены оказывались примерно в 7 раз выше ненатуральных аналогов, поэтому привезённые продукты просто не нашли своих потребителей. Но тут, же возникает вопрос – почему такая огромная страна, как наша, должна покупать эко-продукты у небольшой Англии, в то время как мы сами обладаем невероятными по размерам земельными ресурсами, с плодороднейшими почвами, особенно на юге страны? Первое и самое важное – Россия должна возродить сельское хозяйство. Конечно, не без помощи политического аппарата. Пока что процент законопроектов в Думе, касающийся этой немаловажной отрасли, ничтожно мал, а реальной помощи нет вообще никакой, — немногочисленные фермерства и хозяйства еле сводят концы с концами, государство их просто вынуждает пользоваться минеральными удобрениями. Кадровый вопрос в сельском хозяйстве тоже стоит довольно остро, молодёжь не желает посвящать себя возрождению аграрной России (перспектива протирания штанов в качестве офисного планктона их прельщает куда больше). В основном нашими плодородными полями на юге занимаются приезжие с востока, которые, находясь не на своей родной земле, не считают нужным следить за экологичностью производства, для них важнее сорвать прибыль. Для жителей Астраханской области не секрет, как наши восточные гости выращивают арбузы. Бахча целиком засыпается нитратными удобрениями, вскоре срываются исполинских размеров арбузы, а загубленное поле, на котором полностью прекращается жизнь, забрасывается. «Арбузные магнаты» отправляются губить новую бахчу… Ну и, конечно, сами россияне должны проявлять активность во всех вопросах, касающихся экологии. Особенно, что касается экологичности продуктов питания. Ведь мы есть то, что мы едим…
Список используемой литературы:
1. Ажгиревич А.И. Экология. под ред. проф. В.В. Денисова. – М.:ИКЦ «МарТ», 2006. – 768 с.
2. Данилова В.С., Кожевников Н.Н. Основные концепции современного естествознания: Учебн. пособие для вузов. – М.: Аспект Пресс, 2000.
3. Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология: учебник для вузов. – изд.12-е, и перераб, - Ростов н/Д: Феникс, 2007 – 602 с.
4. Криксунов Е.А., Пасечник В.В., Сидорин А.П. Экология. 9 класс: Учеб. для общеобразов. учеб. заведений. – М.: Дрофа, 1997.
5. Ларина О.В., Скорик А.В. Экология – М.: АСТ, 2005 – 224 с.
6. Нинбург Е.А., Введение в общую экологию (подходы и методы). М.: Т-во науч. Изд. КМК, 2005. 138 с.
