Контрольная работа по «Экологии». 24

Министерство  экономического развития и торговли

Российской  Федерации

          Красноярский государственный

         торгово-экономический институт 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Кафедра экономической теории и правоведения 
 
 

Контрольная работа по дисциплине: «Экология» 

Вариант 7 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                   Выполнила: студентка

                                                                          II курса ФЭУ, гр.ЭКМ-10-12М,

                                                 Жучкова Е.В. 

                                                                               Проверил: 
 
 
 
 
 

Красноярск 2012 

Содержание 

1. Понятия оптимума и пессимума  в экологии……………….…………2
2. Радиоактивность продуктов питания. Ее действия на живые организмы………..……………………………………………………………….6

2.1. Радиоактивность продуктов питания……………………………………..6

2.2 Радиоактивные  ягоды и грибы………………..……………………………...8

2.3 Овощи и  фрукты с зараженных огородов…………………………..……….8

2.4 Применение  ионизирующего излучения в сельском  хозяйстве…….……..9

2.5 Биологическое действие радиации на живые организмы………….....…9

2.6. Биологическое  действие радиации на организм  человека……….………11

Библиографический список..…………………………………………………18 

1. Понятия оптимума и пессимума в экологии.

       Любой организм должен быть определенным образом  приспособлен к воздействию специфических  экологических факторов. Разнообразные  приспособления организмов называются адаптации. Благодаря разнообразию адаптаций возможно распределение  выживаемости организмов в зависимости  от интенсивности действия экологического фактора.

       Значения  экологического фактора, которые наиболее благоприятны для данного вида, называются оптимальными, или просто экологическим оптимумом.

       Те  же значения фактора, которые неблагоприятны для данного вида, называются пессимальными, или просто экологическим пессимумом.

        Реакция организмов на влияние абиотических факторов. Воздействие экологических  факторов на живой организм весьма многообразно. Одни факторы оказывают  более сильное влияние, другие действуют  слабее; одни влияют на все стороны  жизни, другие — на определенный жизненный  процесс. Тем не менее в характере их воздействия на организм и в ответных реакциях живых существ можно выявить ряд общих закономерностей, которые укладываются в некоторую общую схему действия экологического фактора на жизнедеятельность организма (рис.1.1)

       Рис. 1. Схема действия экологического фактора на жизнедеятельность организмов: 1, 2. 3 — точки минимума, оптимума и максимума соответственно; I, II, III—зоны пессимума, нормы и оптимума соответственно.

       На  рис. 1 по оси абсцисс изображена интенсивность (или «доза») фактора (например, температура, освещенность, концентрация солей в почвенном растворе, рН или влажность почвы и т. д.), а по оси ординат — реакция организма на воздействие экологического фактора в его количественном выражении (например, интенсивность фотосинтеза, дыхания, скорость роста, продуктивность, численность особей на единицу площади и т. д.), т е. степень благотворности фактора.

       Диапазон  действия экологического фактора ограничен  соответствующими крайними пороговыми значениями (точки минимума и максимума), при которых еще возможно существование  организма. Эти точки называются нижним и верхним пределами выносливости (толерантности) живых существ по отношению к конкретному фактору  среды.

       Точка 2 на оси абсцисс, соответствующая  наилучшим показателям жизнедеятельности  организма, означает наиболее благоприятную  для организма величину воздействующего  фактора — это точка оптимума. Для большинства организмов определить оптимальное значение фактора с достаточной точностью зачастую трудно, поэтому принято говорить о зоне оптимума. Крайние участки кривой, выражающие состояние угнетения организмов при резком недостатке или избытке фактора, называют областями пессимума или стресса. Вблизи критических точек лежат сублетальные величины фактора, а за пределами зоны выживания -летальные.

       Подобная  закономерность реакции организмов на воздействие экологических факторов позволяет рассматривать ее как  фундаментальный биологический  принцип: для каждого вида растений и животных существует оптимум, зона нормальной жизнедеятельности, пессимальные зоны и пределы выносливости по отношению к каждому фактору среды.

        Для разных видов растений и животных пределы условий, в которых они  себя хорошо чувствуют неодинаковы. Например, одни растения предпочитают очень высокую влажность, другие предпочитают засушливые местообитания. Одни виды птиц улетают в теплые края, другие – клесты, кедровки и  птенцов выводят зимой. Чем шире количественные пределы условий  среды обитания, при которых тот  или иной организм, вид и экосистема могут существовать, тем выше степень  их выносливости, или толерантности. Свойство видов адаптироваться к  условиям среды называется экологической пластичностью (рис. 2), а по амплитуде переносимых популяциями естественных колебаний фактора судят об экологической валентности вида. 

       В связи с этим организмы, для существования  которых необходимы строго определенные, относительно постоянные условия среды, называют стенобионтными (греч. stenos — узкий, bion — живущий), а те, которые живут в широком диапазоне изменчивости условий среды, —эврибионтными (греч. eurys — широкий). Однако большинство организмов является стенобионтами. К стенобионтам можно отнести почти всех млекопитающих, в том числе и человека.

       Границы, за которыми существование невозможно, называются нижним и верхним пределами  выносливости, или экологической  валентности. При этом организмы одного и того же вида могут иметь узкую амплитуду по отношению к одному фак тору и широкую — к другому (например, приспособленность к узкому диапазону температур и широкому диапазону солености воды). Кроме того, одна и та же доза фактора может быть оптимальной для одного вида, пессимальной для другого и выходить за пределы выносливости для третьего.

       Существует  закон экологического оптимума, согласно которому выживаемость организмов достигает  максимума при  значениях данного  экологического фактора, близких к его  среднему значению.

       Различают аутэкологический оптимум и синэкологический оптимум. Аутэкологический оптимум – это оптимум для данного вида организмов без учета его взаимодействия с другими видами (обычно игнорируется конкуренция). Синэкологический оптимум – это оптимум для данного вида организмов с учетом межвидовых взаимодействий в данном сообществе (обычно учитывается конкуренция).

       Закон оптимума (в экологии) — любой экологический фактор имеет определённые пределы положительного влияния на живые организмы.

       Таким образом, закон оптимума показывает, что для каждого вида есть своя мера влияния каждого фактора. Увеличение или уменьшение воздействия за пределами  этой меры ведет к гибели организмов.

2. Радиоактивность продуктов питания. Ее действия на живые  организмы.
1. Радиоактивность продуктов питания.

       Среди вопросов, представляющих научный интерес, немногие приковывают к себе столь  постоянное внимание общественности и  вызывают так много споров, как  вопрос о действии радиации на человека и окружающую среду. В промышленно  развитых странах не проходит и недели без какой-нибудь демонстрации общественности по этому поводу. Такая же ситуация довольно скоро может возникнуть и в развивающихся странах, которые  создают свою атомную энергетику; есть все основания утверждать, что  дебаты по поводу радиации и ее воздействия вряд ли утихнут в ближайшем будущем.

       К сожалению, достоверная научная  информация по этому вопросу очень  часто не доходит до населения, которое  пользуется поэтому всевозможными слухами. Слишком часто аргументация противников атомной энергетики опирается исключительно на чувства и эмоции, столь же часто выступления сторонников ее развития сводятся к мало обоснованным успокоительным заверениям.

       Научный комитет ООН по действию атомной  радиации собирает всю доступную  информацию об источниках радиации и ее воздействии на человека и окружающую среду и анализирует ее. Он изучает широкий спектр естественных и созданных искусственно источников радиации, и его выводы могут удивить даже тех, кто внимательно следит за ходом публичных выступлений на эту тему.

       Радиация  действительно смертельно опасна. При  больших дозах она вызывает серьезнейшие поражения тканей, а при малых  может вызвать рак и индуцировать генетические дефекты, которые, возможно, проявятся у детей и внуков человека, подвергшегося облучению, или у его более отдаленных потомков.

       Но  для основной массы населения  самые опасные источники радиации - это вовсе не те, о которых  больше всего говорят. Наибольшую дозу человек получает от естественных источников радиации. Радиация, связанная с  развитием атомной энергетики, составляет лишь малую долю радиации, порождаемой  деятельностью человека; значительно большие дозы мы получаем от других, вызывающих гораздо меньше нареканий, форм этой деятельности, например, от применения рентгеновских лучей в медицине, от зараженных продуктов питания.

       Покупая продукты питания каждый день в магазине или на рынке, вряд ли многие задумываются о том, безопасны ли они с радиационной точки зрения. В подавляющем большинстве  мы обращаем внимание на внешний вид, цену, а ведь это никак не отражает экологическую безопасность товара. Радиация, как ни банально это звучит, действует незаметно. По материалам учёных, более 70% естественной радиации, накапливаемой человеком, приходится именно на продукты питания и воду, поэтому нужно стараться минимизировать их негативное влияние на свой организм, выбирая экологически безопасные продукты. Более 70% радиации поступает в организм с продуктами питания. Источником радиоактивного заражения пищевых продуктов являются радиоактивные элементы, выделяющиеся при взрывах атомных бомб или в результате аварий ядерных реакторов. При употреблении человеком зараженных пищевых продуктов (растений, мяса животных) радиоактивные вещества попадают в организм и начинают оказывать негативное влияние на обмен веществ и на процессы деления клеток, нанося здоровью непоправимый вред. Может измениться даже наследственная информация (хромосомы). Пораженные клетки организма не могут нормально функционировать и зачастую перерождаются в раковые клетки. Возможны и отдаленные последствия, проявляющиеся у детей облученного человека. 
 

       2.2 Радиоактивные ягоды и грибы.

       Дары  леса чаще всего являются источниками  радиации. В Советские времена  именно в лесах, часто стихийно, закапывали отходы ядерной промышленности. Ионизирующее излучение, проходящее через деревья, кустарники, растения, грибы и ягоды  накапливается в них, делая их также радиоактивными. К тому же не следует забывать о естественном уровне радиации: так, грибы и ягоды, произрастающие рядом с залежами гранита и других пород, также  становятся радиоактивными. Доказано, что вред от употребления таких продуктов  питания в разы больше, чем от внешнего излучения. Когда источник радиации находится внутри, он непосредственно  воздействует на желудок, кишечник и  другие органы человека, и поэтому  даже мельчайшая доза может вызвать  самые тяжелые последствия для  здоровья. От внешних источников излучения  мы хоть немного защищены одеждой, стенами  домов, перед внутренними же — абсолютно беззащитны.

       Не  так давно в Тверской области, проверяя процесс заготовки черники, инспектора Государственной экологической  службы, выявили ряд нарушений  Федерального законодательства. Так, при проверки радиотоксичности черники дозиметром, было выявлено излучение в 0,74 микрорентген при норме 0,14-0,15 микрорентген, то есть ягоды «фонили» в 5 раз выше нормы!  Чернику должны были отправить на продажу и заморозку, и если бы не проверка, то она попала бы к нам на стол. А ведь всех проверить невозможно, сколько ещё отравленных радиацией грибов и ягод ежедневно употребляется в пищу?

       2.3 Овощи и фрукты с зараженных огородов.

       После аварии на Чернобыльской АЭС радиацией  были загрязнены многие районы Украины, Белоруссии и России. Атмосферные  осадки распространили радиоактивное  облако на сотни километров, на некоторых  огородах счётчики Гейгера зашкаливают  и сегодня. Впрочем, как отмечают специалисты www.dozimetr.biz, как ни парадоксально, такие земли отличаются рекордной  урожайностью. Растения, облученные радиацией  дают крупные плоды насыщенного цвета. Однако овощи и фрукты с зараженных сельскохозяйственных земель также представляют собой смертельно опасный источник радиации. Безусловно, при однократном употреблении никакого эффекта Вы не заметите, но при систематическом не избежать серьезнейших проблем со здоровьем. К сожалению, на наших рынках и в магазинах нет системы обязательной проверки радиационного фона продуктов, поэтому персики, яблоки, помидоры или огурцы, выращенные по уверению продавца в ближайшем Подмосковье, вполне могут отказаться "гостями" из зараженной радиацией местности.

       2.4 Применение ионизирующего излучения в сельском хозяйстве.

       Ионизирующее  излучение активно применяется  в сельском хозяйстве. С его помощью  проводят дезинфекцию продуктов  питания, облучают зерно, чтобы оно  быстрее прорастало, уничтожают вредителей. К сожалению (или к счастью?), для  российских производителей подобные методы слишком дороги, но известно, что  они широко применяются в США  и Китае. Однозначных результатов  исследований о вреде таких продуктов  нет, однако многие ученые убеждены, что  обработанные таким образом продукты питания также несут в себе микрозаряд, который при попадании в организм человека наносит значительный ущерб его здоровью, провоцирует развитие онкопатологий, вносит изменения в структуру ДНК, приводит к мутациям и нежизнеспособности последующих поколений.  

5. Биологическое действие радиации на живые организмы.

       В результате воздействия ионизирующего  излучения на живые организмы в тканях могут происходить сложные физические, химические и биологические процессы.

Излучения радиоактивных  веществ оказывает очень сильное  воздействие на все живые организмы. Даже сравнительно слабое излучение, которое  при полном поглощении повышает температуру  тела лишь на 0,001 °С, нарушает жизнедеятельность клеток.

       При попадании радиоактивных веществ  в организм любым путём они  уже через несколько минут  обнаруживаются в крови. Если поступление  радиоактивных веществ было однократным, то концентрация их в крови вначале  возрастает до максимуму, а затем в течение 15-20 суток снижается.

       В основе повреждающего действия ионизирующих излучений лежит комплекс взаимосвязанных  процессов. Ионизация и возбуждение  атомов и молекул дают начало образованию  высокоактивных радикалов, вступающих в последующем в реакции с  различными биологическими структурами  клеток. В повреждающем действии радиации важное значение имеют возможный разрыв связей в молекулах за счет непосредственного действия радиации и внутри- и межмолекулярной передачи энергии возбуждения. Физико-химические процессы, протекающие на начальных этапах, принято считать первичными – пусковыми. В последующем развитие лучевого поражения проявляется в нарушении обмена веществ с изменением соответствующих функций органов. Малодифференцированные, молодые и растущие клетки наиболее радиочувствительны.

       Животные  и растительные организмы характеризуются  различной радиочувствительностью, причины которой до сих пор полностью ещё не выяснены. Как правило, наименее чувствительны одноклеточные растения, животные и бактерии, а наиболее чувствительны – млекопитающие животные и человек. Различие в чувствительности к радиации имеет место у отдельных особей одного и того же вида.  Она зависит от физиологического состояния организма, условий его существования и индивидуальных особенностей. Более чувствительны к облучению новорожденные и старые особи. Различного рода заболевания, воздействие других вредных факторов отрицательно сказывается на течении радиационных повреждений.

               Изменения, развивающиеся в органах  и тканях облучённого организма,  называют соматическими. Различают  ранние соматические эффекты,  для которых характерна чёткая  дозовая зависимость, и поздние  – к которым относят повышение  риска развития опухолей (лейкозов), укорочение продолжительности жизни и разного рода нарушения функции органов. Специфических новообразований, присущих только ионизирующей радиации, нет. Существует тесная связь между дозой, выходом опухолей и длительностью латентного периода. С уменьшением дозы частота опухолей падает, а латентный период увеличивается. 

       2.6. Биологическое действие радиации на организм человека.

       За  всю свою жизнь человек получает дозу облучения от естественных источников, и при нормальном состоянии среды  обитания такое облучение не вызывает каких-либо изменений в органах  и тканях человека.

       Но  по самой своей природе радиация вредна для жизни. Малые дозы могут  “запустить” не до конца еще  установленную цепь событий, приводящую к раку или к генетическим повреждениям. При больших дозах радиация может  разрушать клетки, повреждать ткани  органов и явиться причиной скорой гибели организма.

       Повреждения, вызываемые большими дозами облучения, обыкновенно проявляются в течение  нескольких часов или дней. Раковые  заболевания, однако, проявляются спустя много лет после облучения - как  правило, не ранее чем через одно-два  десятилетия. А врожденные пороки развития и другие наследственные болезни, вызываемые повреждением генетического аппарата, по определению проявляются лишь в следующем или последующих  поколениях: это дети, внуки и  более отдаленные потомки индивидуума, подвергшегося облучению.

       В то время как идентификация быстро проявляющихся (“острых”) последствий  от действия больших доз облучения  не составляет труда, обнаружить отдаленные последствия от малых доз облучения  почти всегда оказывается очень  трудно. Частично это объясняется  тем, что для их проявления должно пройти очень много времени. Но даже и обнаружив какие-то эффекты. требуется еще доказать, что они объясняются действием радиации, поскольку и рак, и повреждения генетического аппарата могут быть вызваны не только радиацией, но и множеством других причин.

       Чтобы вызвать острое поражение организма, дозы облучения должны превышать  определенный уровень, но нет никаких  оснований считать, что это правило  действует в случае таких последствий, как рак или повреждение генетического  аппарата. По крайней мере, теоретически для этого достаточно самой малой  дозы. Однако в то же самое время  никакая доза облучения не приводит к этим последствиям во всех случаях. Даже при относительно больших дозах облучения далеко не все люди обречены на эти болезни: действующие в организме человека репарационные механизмы обычно ликвидируют все повреждения. Точно так же любой человек, подвергшийся действию радиации, совсем не обязательно должен заболеть раком или стать носителем наследственных болезней; однако вероятность, или риск, наступления таких последствий у него больше, чем у человека, который не был облучен. И риск этот тем больше, чем больше доза облучения.

       Острое  поражение организма происходит при больших дозах облучения. Радиация оказывает подобное действие, лишь начиная с некоторой минимальной, или “пороговой”, дозы облучения.

       Большое количество сведений было получено при  анализе результатов применения лучевой терапии для лечения  рака. Многолетний опыт позволил медикам  получить обширную информацию о реакции  тканей человека на облучение. Эта реакция  для разных органов и тканей оказалась  неодинаковой, причем различия очень  велики. Величина же дозы, определяющая тяжесть поражения организма, зависит  от того, получает ли ее организм сразу  или в несколько приемов. Большинство органов успевает в той или иной степени залечить радиационные повреждения и поэтому лучше переносит серию мелких доз, нежели ту же суммарную дозу облучения, полученную за один прием.

       Разумеется, если одна доза облучения достаточно велика, облученный человек погибнет. Во всяком случае, очень большие  дозы облучения порядка 100 Гр вызывают настолько серьезное поражение центральной нервной системы, что смерть, как правило, наступает в течение нескольких часов или дней.

       При дозах облучения от 10 до 50 Гр при  облучении всего тела поражение  ЦНС может оказаться не настолько  серьезным, чтобы привести к летальному исходу, однако облученный человек, скорее всего, все равно умрет через  одну-две недели от кровоизлияний  в желудочно-кишечном тракте.

       При еще меньших дозах может не произойти серьезных повреждений  желудочно-кишечного тракта или  организм с ними справится, и тем не менее смерть может наступить через один-два месяца с момента облучения главным образом из-за разрушения клеток красного костного мозга - главного компонента кроветворной системы организма: от дозы в 3-5 Гр при облучении всего тела умирает примерно половина всех облученных.

       Таким образом, в этом диапазоне доз  облучения большие дозы отличаются от меньших лишь тем, что смерть в  первом случае наступает раньше, а  во втором - позже.

       Красный костный мозг и другие элементы кроветворной системы наиболее уязвимы при  облучении и теряют способность  нормально функционировать уже  при дозах облучения 0,5-1 Гр. К счастью, они обладают также замечательной  способностью к регенерации, и если доза облучения не настолько велика, чтобы вызвать повреждения всех клеток, кроветворная система может  полностью восстановить свои функции. Если же облучению подверглось не все тело, а какая-то его часть. то уцелевших клеток мозга бывает достаточно для полного возмещения поврежденных клеток.

       Репродуктивные  органы и глаза также отличаются повышенной чувствительностью к  облучению. Однократное облучение  семенников при дозе всего лишь в 0,1 Гр приводит к временной стерильности мужчин, а дозы свыше двух грэев  могут привести к постоянной стерильности: лишь через много лет семенники смогут вновь продуцировать полноценную сперму. По-видимому, семенники являются единственным исключением из общего правила: суммарная доза облучения, полученная в несколько приемов, для них более, а не менее опасна, чем та же доза, полученная за один прием. Яичники гораздо менее чувствительны к действию радиации, по крайней мере, у взрослых женщин. Но однократная доза более трех грэев все же приводит к их стерильности, хотя еще большие дозы при дробном облучении никак не сказываются на способности к деторождению.

       Наиболее  уязвимой для радиации частью глаза  является хрусталик. Погибшие клетки становятся непрозрачными, а разрастание помутневших  участков приводит сначала к катаракте, а затем и к полной слепоте. Чем больше доза, тем больше потеря зрения. Помутневшие участки могут  образоваться при дозах облучения 2 Гр и менее. Более тяжелая форма  поражения глаза - прогрессирующая  катаракта - наблюдается при дозах  около 5 Гр. Показано, что даже связанное  с рядом работ профессиональное облучение вредно для глаз: дозы от 0,5 до 2 Гр, полученные в течение  десяти-двадцати лет, приводят к увеличению плотности и помутнению хрусталика.

       Дети  также крайне чувствительны к  действию радиации. Относительно небольшие  дозы при облучении хрящевой ткани  могут замедлить или вовсе  остановить у них рост костей, что  приводит к аномалиям развития скелета. Чем меньше возраст ребенка, тем  сильнее подавляется рост костей. Суммарной дозы порядка 10 Гр, полученной в течение нескольких недель при  ежедневном облучении, бывает достаточно, чтобы вызвать некоторые аномалии в развитии скелета. По-видимому, для  такого действия радиации не существует никакого порогового эффекта. Оказалось  также, что облучение мозга ребенка  при лучевой терапии может  вызвать изменения в его характере, привести к потере памяти, а у  очень маленьких детей даже к  слабоумию и идиотии. Кости и мозг взрослого человека способны выдерживать гораздо большие дозы.

       Крайне  чувствителен к действию радиации и  мозг плода, особенно если мать подвергается облучению между восьмой и  пятнадцатой неделями беременности. В этот период у плода формируется  кора головного мозга, и существует большой риск того, что в результате облучения матери (например, рентгеновскими лучами) родится умственно отсталый ребенок. Именно таким образом пострадали 30 детей, облученных в период внутриутробного  развития во время атомных бомбардировок  Хиросимы и Нагасаки. Хотя индивидуальный риск при этом большой, а последствия  доставляют особенно много страданий. число женщин, находящихся на этой стадии беременности, в любой момент времени составляет лишь небольшую часть всего населения. Это, однако, наиболее серьезный по своим последствиям эффект из всех известных эффектов облучения плода человека, хотя после облучения плодов и эмбрионов животных в период их внутриутробного развития было обнаружено немало других серьезных последствий, включая пороки развития, недоразвитость и летальный исход.