Контрольная работа по "Экологии". 188

 

Кафедра «Техносферной безопасности»

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

По дисциплине

«Экология»

 

Вариант № 09

 

Выполнил: студент

 

Проверил:  _____________________

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

1. Дайте определение толерантности. Объясните, как вы понимаете правило лимитирующего фактора (закон Шелфорда), правило взаимодействия факторов…………………………………………………..3
2. Какими факторами органичен рост человеческой популяции?..................5
3. Атмосфера как часть биосферы.  Определение  и составные части.……..9
4. Индикаторы экологического состояния окружающей среды. Критерии оценки качества окружающей среды……………………………………..11

Список источников литературы и электронных ресурсов………...……19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Дайте определение толерантности. Объясните, как вы понимаете правило лимитирующего фактора (закон Шелфорда), правило взаимодействия факторов

Толера́нтность (лат. tolerare — терпеть, переносить, выносить, привыкать) может означать:

В Викисловаре есть статья «толерантность (значения)»

• Социальная толерантность в социологии и психологии — терпимость, умение спокойно, без враждебности воспринимать чужой образ жизни,поведение, обычаи, чувства, мнения, идеи, верования, признавать право на существование других культур и устойчиво сосуществовать в мультикультурном, мультиэтническом обществе.
• Иммунологическая толерантность — иммунологическое состояние организма, при котором он не способен синтезировать антитела в ответ на введение определённого антигена при сохранении иммунной реактивности к другим антигенам. Проблема иммунологической толерантности имеет значение при пересадке органов и тканей.
• Экологическая толерантность — способность организмов жить и развиваться в широком диапазоне условий окружающей среды (в т.ч. при неблагоприятных факторах).
• Толерантность в фармакологии, иммунологии и наркологии — снижение реакции на повторяющееся введение лекарств, наркотиков или психоактивных веществ; привыкание организма, ввиду чего требуется всё большая и большая доза для достижения присущего веществу эффекта.
• Толерантность в математике — рефлексивное, симметричное, но не обязательно транзитивное (в отличие от отношения эквивалентности) бинарное отношение.
• Толерантность переменной — термин регрессионного анализа.
• Инженерная толерантность — разность между наибольшим и наименьшим предельными значениями (размеров, массовой доли, массы), которая задаётся на геометрические размеры деталей, механические, физические и химические свойства.
• Звуковая или Музыкальная толерантность — уменьшение выделения эндорфина и дофамина на повторное прослушивание одной и той же песни или звука.

ЗАКОН ТОЛЕРАНТНОСТИ ШЕЛФОРДА

закон, согласно которому лимитирующим фактором процветания может быть как минимум, так и максимум экологический  фактора, диапазон между которыми определяет величину толерантности (выносливости) организма к данному фактору.

Сравнение относительных  пределов толерантности стенотермных (1 и III) и эвритермных  (II) (Рутнер,1953) организмов.

Открыт В. Шелфордом (1913) и  расширяет Закон минимума Либиха

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Какими факторами органичен рост человеческой популяции?

По прошествии первых двух миллионов лет нашей эволюции на Земле было, самое большее, десять миллионов человек. Далее, примерно десять тысяч лет тому назад, в  неолите, человеческая популяция начала увеличиваться в возрастающем темпе. Несмотря на приблизительность данных, можно оценить размеры населения  Земли за последние две тысячи лет:

Год	Оценка величины населения, млрд
1650	0,5
1850	1
1930	2
1970	4,6
1990	5,5
К 2000	6-6,5
2013	7,2

С помощью элементарной экстраполяции  легко убедиться, что этим данным удовлетворяет гиперболическая  функция роста с сингулярностью. Асимптота, по которой наша популяция  взлетит в бесконечность, располагается  где-то в середине следующего столетия!

Причина, по которой данная функция является гиперболической, кроется в продолжающемся росте  средней продолжительности жизни. Все больше женщин достигают детородного  возраста. Это приводит к сокращению времени, необходимого для удвоения популяции, которое и так уже  меньше средней продолжительности  жизни!

Имейте в виду, что этот график и эти показатели роста  популяции получены после таких  катастроф, как эпидемия «черной  смерти» четырнадцатого века, которая  истребила почти две трети  населения Европы, после двух мировых  войн (последняя уничтожила около  пятидесяти миллионов человек, из которых  двадцать семь миллионов приходится только на одну Россию!) и всего остального, чем природа наказывала нас между делом. То есть даже нечто столь катастрофическое, что стерло бы с лица Земли две трети Европы, сегодня привело бы лишь к небольшому временному сдвигу этой асимптоты вперед.

Прогнозы о будущем  популяции разнятся. Согласно наиболее оптимистичному из них, к 2075 году на Земле  будет жить от восьми до девяти миллиардов человек. Этот прогноз основывается на темпах рождаемости и смертности, усредненных по всем континентам. Отчет  ООН 1990 г. не столь оптимистичен и  называет цифру в 13 миллиардов человек  к концу следующего столетия при  условии хоть какой-то формы регулирования  роста населения в мировом  масштабе. В противном случае численность  населения Земли может легко  достичь четырнадцати миллиардов.

Беда в том, и это  наглядно показано на рис. 2.2, что рост популяции является гиперболической  функцией, которая очень хорошо аппроксимирует как сами исторические данные, так  и их экстраполяцию в будущее.

Поскольку мы физически не можем превратиться в бесконечную  популяцию, то чего же нам ждать? Взглянув на рис. 2.2, вы можете обнаружить, что  при теперешнем темпе роста численность  населения станет превращаться в  нашу основную проблему много раньше середины следующего века.

Нетрудно себе представить  целый ряд катастрофических сценариев  развития ситуации в будущем. Они  прекрасно укладываются в два  широких сценария, в первом из которых  человек поднимается против человека, и мы получаем какой-либо вариант 3-й  мировой войны. Не приходится сомневаться, что эта отчетливая возможность  способна основательно сократить наши шеренги.

Если сценарий военного противостояния в ближайшее время не реализуется, то это увеличит вероятность другого  широкого сценария – противостояния природы и человека, который может  осуществиться благодаря всемирному заражению быстро распространяющимися  вирусами и стойкими бактериями. Кроме  СПИДа существуют и другие более  заразные, но столь же смертельные  вирусы, передающиеся воздушно-капельным  или другим путем, которые атакуют  нас уже сегодня. К ним относятся  такие, как вирус Эбола и человеческий парвовирус, угрожающие нам полным уничтожением.

Нельзя исключать, что  в отдаленном будущем реализуется  другой сценарий полуоптимистического характера. Я называю его сценарием  космической станции, с которой  в следующем столетии мы начинаем распространяться за пределы нашей  планеты, обеспечивая благодаря  этому свое выживание как вида. В долгосрочном плане данный сценарий способен обеспечить большую численность  популяции, чем это возможно на одной  лишь Земле. Но он не предполагает, что  проблема перенаселенности Земли будет  смягчена. Он просто допускает большую  численность популяции в целом.

Описывая эти сценарии, нельзя не заметить их общей доминанты. Так или иначе, но нам придется прибегнуть к политике регулирования  численности населения в мировом  масштабе, или же она будет навязана нам естественным ходом событий. Только жесткое ограничение прироста численности популяции линейной функцией роста (как это делается в Китайской Народной Республике), оказывающей весьма щадящее воздействие  на земные ресурсы, может гарантировать  нам длительное мирное существование.

Все контраргументы свидетельствуют  лишь о непонимании математических свойств гиперболической функции  роста! Это прекрасно иллюстрирует так называемое зеленое движение. Я не подвергаю критике принципы этого движения. В конечном итоге  то, к чему призывают зеленые, безусловно, необходимо. Но все это вторично по сравнению с проблемой популяции, которая по самой своей природе  растет гиперболически. Если этот рост продолжится, то мы столкнемся с экологической  катастрофой из-за истощения озонового  слоя, вызванного избытком метана, когда  все пересядут на лошадей, либо с  разрушительными для экологии последствиями  чрезмерного использования электрической  энергии, когда все пересядут  на электромобили.

Автомобилист, попавший в  дорожный затор, может винить в этом неэффективность современного технократического  устройства мира, но автомобильная  пробка, узником которой он стал, – это результат роста популяции. Она никуда не денется, неважно, ездим  ли мы на современных автомобилях  или на конных повозках.

То обстоятельство, что  наша популяция генетически склонна  к гиперболическому росту, представляет собой самую крупную и первостепенную проблему современности. Поэтому было бы неразумно обсуждать темпы  роста в каком-либо ином контексте, не рассмотрев их прежде в связи  с ростом популяции.

Но хватит об этом. Вернемся к росту вообще и в торговле, в частности.

Торговля экспоненциальна, а не гиперболична. Впрочем, если некто  с практически неограниченными  средствами снабжал бы вас деньгами для торговли при условии, что  ваша результативность будет не ниже обещанной, то тогда торговля станет гиперболичной. Это похоже на управление капиталом. Основная проблема управляющих  капиталом состоит именно в том, чтобы выполнить это условие  – обеспечить результативность не ниже обещанной.

 

 

3 Атмосфера как  часть биосферы. Определение и  составные части

Учение о биосфере разработал В. И. Вернадский.

Биосфера – это оболочка Земли, заселенная живыми организмами, включающая в себя часть литосферы, гидросферу и часть атмосферы.

Атмосфера – это слой толщиной от 2–3 до 10 км (для спор грибов и бактерий) над поверхностью Земли. Лимитирующим фактором для распространения живых организмов в атмосфере является распределение кислорода и уровень ультрафиолетового излучения.

Литосфера заселена живыми организмами на значительную глубину, но наибольшее их количество сосредоточено  в поверхностном слое почвы. Ограничивают распространение живых организмов количество кислорода, света, давление и температура.

Гидросфера заселена живыми существами на глубину более 11 000 м.

Гидробионты обитают как  в пресной, так и в соленой  воде и по месту обитания делятся  на 3 группы:

1) планктон – организмы, живущие на поверхности водоемов;

2) нектон – активно передвигающиеся в толще воды;

3) бентос – организмы, обитающие на дне водоемов. Биологический круговорот – это биогенная миграция атомов из окружающей среды в организмы и из организмов в окружающую среду.

 Биомасса выполняет  и другие функции:

1) газовая – постоянный газообмен с внешней средой за счет дыхания живых организмов и фотосинтеза растений;

2) концентрационная – постоянная биогенная миграция атомов в живые организмы, а после их отмирания – в неживую природу;

3) окислительно-восстановительная – обмен веществом и энергией с внешней средой. При диссимиляции окисляются органические вещества, при ассимиляции используется энергия АТФ;

4) биохимическая – химические превращения веществ, составляющие основу жизнедеятельности организма.

Термин «ноосфера» введен В. И. Вернадским в начале ХХ в. Первоначально  ноосфера представлялась как «мыслящая  оболочка Земли» (от гр. noqs – «ум»). В  настоящее время под ноосферой  понимают биосферу, преобразованную  трудом и научной мыслью человека.

В идеале ноосфера подразумевает  новый этап развития биосферы, в  основе которого лежит разумное регулирование  взаимоотношений человека и природы.

Однако в данный момент человек воздействует на биосферу в  большинстве случаев губительно. Неразумная хозяйственная деятельность человека привела к появлению  глобальных проблем, среди которых:

1) изменение состояния атмосферы в виде появления парникового эффекта и озонового кризиса;

2) уменьшение площади Земли, занятой лесами;

3) опустынивание земель;

4) уменьшение видового разнообразия;

5) загрязнение океанических и пресных вод, а также суши промышленными и сельскохозяйственными отходами;

6) непрерывный рост численности населения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4  Индикаторы экологического состояния окружающей среды. Критерии оценки качества окружающей среды

С каждым годом экологическое состояние  в нашей стране становится все  хуже. Именно поэтому государством предпринимаются все возможные  меры для решения данной проблемы. Одной из самых эффективных мер на сегодняшний день принято считать такой вид деятельности, как охрана окружающей среды.

Охрана окружающей среды - это комплекс мер, направленных на предупреждение отрицательного влияния человеческой деятельности на природу, обеспечение благоприятных  и безопасных условий жизнедеятельности  человека.

В условиях научно-технического прогресса  важнейшей задачей человечества является охрана важнейших элементов  окружающей среды (воздух, вода, почва), которые из-за вредных промышленных выбросов и отходов подвергаются сильнейшему загрязнению. Результатом  чего является закисление почвы и  воды, изменение климата и разрушение озонового слоя. В последние годы, в связи с необратимыми процессами и изменениями окружающей среды, вопросы охраны среды выросли  в общемировую проблему. Поэтому  стала необходима разработка долгосрочной экологической политики по созданию благоприятных условий жизни.

Создание условий для улучшения  экологической обстановки - процесс  долгий, требует согласованности  и последовательности действий. Приоритетными  в экологической политике Российской Федерации являются сегодня следующие вопросы:

1) обеспечение экологически безопасных условий для проживания;

2) рациональное использование и охрана природных ресурсов;

3) обеспечение экологической и радиационной безопасности;

4) экологизация промышленности;

5) повышение экологической культуры общества и формирование экологического сознания у людей.

В 2013 году в России пройдет Год  окружающей среды. Соответствующий  указ подписал глава государства Владимир Путин. Цель мероприятий - «обеспечение права каждого человека на благоприятную окружающую среду».

В настоящее время основным методом  оценки окружающей среды является экологическое нормирование. В соответствии с природоохранительным законодательством Российской Федерации нормирование качества окружающей природной среды производится с целью установления предельно допустимых норм воздействия, гарантирующих экологическую безопасность населения, сохранение генофонда, обеспечивающих рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов в условиях устойчивого развития хозяйственной деятельности. При этом под воздействием понимается антропогенная деятельность, связанная с реализацией экономических, рекреационных, культурных интересов и вносящая физические, химические, биологические изменения в природную среду.

Как экологическое, так и санитарно-гигиеническое  нормирование основаны на знании эффектов, оказываемых разнообразными факторами  воздействия на живые организмы. Одним из важных понятий в нормировании является понятие загрязнения:

Загрязнение окружающей среды – поступление в окружающую среду вещества и (или) энергии, свойства, местоположение или количество которых оказывают негативное воздействие на окружающую среду.

Оценка качества окружающей среды  осуществляется дифференцированно  по следующим направлениям: качество воздушного бассейна, водного бассейна, почвенного слоя, продуктов питания  и др. Для оценки используют нормативы, ограничивающие воздействие вредных  факторов, в основе обоснования которых  лежит общий принцип: естественная адаптационная возможность организма. При воздействии вредного вещества на организм вначале возникает адаптация, затем предболезнь и в дальнейшем при сохранении той же интенсивности  воздействия развиваются различные  патологические болезненные эффекты, включающие в себя токсические, канцерогенные, мутагенные, аллергенные, гонадотропные  и эмбриотропные. Эти болезненные эффекты могут вызывать болезни и даже приводить к летальному исходу.

Нормативы качества окружающей среды  подразделяются на санитарно-гигиенические, экологические, производственно-хозяйственные  и временные.

К санитарно-гигиеническим нормативам относятся гигиенические и санитарно-защитные нормативы.

Под гигиеническими нормативами понимают предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосфере, водоемах и почве, уровни допустимых физических воздействий — вибрации, шума, электромагнитного и радиоактивного излучения, не оказывающие какого-либо вредного воздействия на организм человека в настоящее время и в отдаленные промежутки времени, а также не влияющие на здоровье последующих поколений.

Если вещество оказывает вредное  воздействие на окружающую природу  в меньших концентрациях, чем  на организм человека, то при нормировании исходят из порога действия этого  вещества на окружающую среду.

К гигиеническим нормативам относят  также токсикометрические показатели, представляющие собой концентрации, дозы вредных веществ или физические факторы, которые вызывают фиксируемые  реакции организма.

Эти нормативы наиболее распространены и едины по всей территории бывшего  СССР. Наряду с ними в необходимых  случаях устанавливают более  жесткие нормативы допустимых воздействий  для отдельных районов.

Санитарно-защитные нормативы предназначены  для защиты здоровья населения и  обеспечения достаточной чистоты  пунктов водопользования при  неблагоприятном вредном воздействии  источников загрязнения. Их используют при образовании санитарных зон  источников водоснабжения, пунктов  водопользования, санитарно-защитных зон предприятий.

Экологические нормативы определяют предел антропогенного воздействия  на окружающую среду, превышение которого может создать угрозу сохранению оптимальных условий совместного  существования человека и его внешнего окружения. Они включают в себя эколого-гигиенические и эколого-защитные нормативы, а также предельно допустимые нормативные нагрузки на окружающую среду. При установлении эколого-гигиенических нормативов следует учитывать, что многие живые организмы более чувствительны к загрязнениям, чем человек, для которого установлены существующие нормативы, и поэтому целесообразно определить их на уровне, обеспечивающем нормальную жизнедеятельность живых организмов.

Эколого-защитные нормативы направлены на сохранение генофонда Земли, восстановление экосистем, сохранение памятников всемирного культурного и природного наследия и т.п. Они используются при организации  охранных зон заповедников, природных  национальных парков, биосферных заповедников, зеленых зон городов и т.п.

Применение системы показателей  предельно допустимых нормативов нагрузки на окружающую среду направлено на предотвращение истощения природной  среды и разрушения ее экологических  связей, обеспечение рационального  использования и воспроизводства  природных ресурсов. Эти нормативы  представляют собой научно обоснованные предельно допустимые антропогенные  воздействия на определенный природно-территориальный  комплекс.

Производственно-хозяйственные нормативы  предназначены для ограничения  параметров производственно-хозяйственной  деятельности конкретного предприятия  с точки зрения экологической  защиты природной среды. К ним  относятся технологические, градостроительные, рекреационные и другие нормативы  хозяйственной деятельности.

Технологические нормативы включают: предельно допустимые выбросы (ПДВ) вредных веществ в атмосферу, предельно допустимый сброс (ПДС) загрязняющих веществ в водоемы, предельно  допустимое количество сжигаемого топлива (ПДТ). Эти нормативы устанавливаются  для каждого источника поступления  загрязнений в окружающую среду  и тесно связаны с профилем работы, объемом и характером загрязнений  конкретного горного предприятия, цеха, агрегата. В связи с этим они могут быть разными даже в рамках одного горного предприятия (объединения). Область регламентированного воздействия ПДВ, ПДС и ПДТ на качество окружающей среды весьма широка. С помощью этих нормативов лимитируют отходы и выбросы в результате осуществления горных работ, шумовое загрязнение воздушной среды, расход топлива и пр. В то же время данные нормативы, характеризуя предельно допустимое количество загрязнений, поступающих в биосферу в зоне расположения источников, оборудованных системами обезвреживания, не позволяют дать оценку самим системам обезвреживания.

Градостроительные нормативы разрабатывают  для обеспечения экологической  безопасности при планировке и застройке  городов и других населенных пунктов.

Рекреационные  нормативы  определяют  правила  пользования  природными комплексами в целях обеспечения условий для полноценного отдыха и туризма.

В случае, когда по тем или иным объективным причинам не представляется возможным разработать гигиенические  или технологические нормативы, устанавливают временные нормативы. По мере роста научных знаний, развития и совершенствования техники  и технологии их регулярно пересматривают в сторону ужесточения, с тем  чтобы воздействие на природу  было минимальным.

При оценке качества компонентов биосферы применяются различные модификации  рассмотренных нормативов.

Оценка качества воздушной среды  осуществляется на основе следующих  нормативов.

1) Предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны (ПДКр.з), мг/м3. При ежедневной восьмичасовой работе (кроме выходных дней) или при другой продолжительности рабочего дня, но не более 41 ч. в неделю, эта концентрация в течение всего рабочего дня не должна вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, которые можно обнаружить современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни человека.

2) Предельно допустимая максимальная разовая концентрация загрязняющего вещества в воздухе населенных мест (ПДКр.з), мг/м3. При вдыхании в течение 30 мин. эта концентрация не должна вызывать рефлекторных (в том числе субсенсорньгх) реакций в организме человека.

3) Предельно допустимая среднесуточная концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест (ПДКс.в), мг/м3 которая не должна вызывать отклонений в состоянии здоровья настоящего и последующих поколений при неопределенно долгом (в течение нескольких лет) вдыхании.

4) Временно допустимая концентрация (ориентировочный безопасный уровень воздействия) загрязняющего вещества в воздухе рабочей зоны (ВДКр.з), мг/м3. Числовые значения этого показателя для различных веществ определяются расчетным путем и действуют в течение 2 лет.

5) Временно допустимая концентрация (ориентировочный безопасный уровень воздействия) вредного вещества в атмосфере (ВДКв.в), мг/м3, размер которой устанавливается расчетным путем и действует в течение 3 лет.

6) Предельно допустимый выброс загрязняющих веществ в атмосферу (ПДВ), кг/сут (или г/ч). Этот показатель должен обеспечивать соблюдение санитарно-гигиенических нормативов в воздухе населенных мест при наиболее неблагоприятных для рассеивания метеорологических условиях. Он определяется расчетным путем на 5 лет.

7) Временно согласованный выброс (ВСВ), кг/сут (или г/ч). Срок действия этого норматива не более 5 лет. Он устанавливается в том случае, если по объективным причинам нельзя определить ПДВ для источника выброса в данном населенном пункте.

8) Предельно допустимое количество сжигаемого топлива (ПДТ), т/ч. Этот показатель должен обеспечивать соблюдение санитарно-гигиенических нормативов по продуктам сгорания топлива в воздухе населенных мест при неблагоприятных для рассеивания метеорологических условиях. ПДТ устанавливается расчетным путем на срок не более 5 лет.

Оценка качества водного бассейна осуществляется с помощью системы  основных показателей.

1) Предельно допустимая концентрация загрязняющих веществ в воде водоема (ПДКв), мг/л, при которой не должно оказываться прямого или косвенного вредного воздействия на организм человека в течение всей его жизни, а также на здоровье последующих поколений и не должны ухудшаться гигиенические условия водопользования.

2) Предельно допустимая концентрация загрязняющих веществ в воде водоемов, используемых для рыбохозяйственных целей, (ПДКв.р), мг/л. Величина последней для подавляющего большинства нормируемых веществ всегда значительно меньше ПДКв. Это объясняется тем, что токсические соединения могут накапливаться в организме рыб в весьма значительных количествах без влияния на их жизнедеятельность.

3) Временно допустимая концентрация (ориентировочно безопасный уровень воздействия) загрязняющих веществ в воде водоемов (ВДКв), мг/л. Нормативы, определяемые этим показателем, устанавливаются расчетным путем на срок 3 года.

4) Предельно допустимый сброс (ПДС), г/ч (кг/сут), регламентирующий массу загрязняющего вещества в сточных водах, сбрасываемых в водоем. Применение этого норматива должно обеспечивать соблюдение санитарно-гигиенических норм, установленных для водных объектов. Величина ПДС определяется расчетным путем на период, установленный органами по регулированию использования и охране вод. После этого она подлежит пересмотру в сторону уменьшения вплоть до прекращения сброса загрязняющих веществ в водоемы.

Оценка качества почвенного слоя проводится по нормативам, установленным в соответствии со следующими основными показателями.

1) Предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в пахотном слое почвы (ПДКп), мг/кг. При этом значении концентрации не должно оказываться прямого или косвенного отрицательного воздействия на контактирующие с почвой воду, воздух и, следовательно, здоровье человека, а также на самоочищающую способность почвы.