Контрольная работа по "Экологии". 189

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Московский государственный  университет путей сообщения

Нижегородский филиал

Контрольная работа

по дисциплине

«Экология»

Выполнил:

студент 3 курса

Шифр: 1060-п/Д-3066

Смульский В.Н.

Проверил:

Локтионова И.В.

Нижний Новгород  2012 год

Вопрос №1

Основные понятия и  определения экологии.

Экология – это наука  о взаимодействии живых организмов с нашим общим домом – природой. Если выражаться научным языком, экология – это наука об отношениях живых  организмов и их сообществ между  собой и окружающей средой. Объектом изучения экологии могут стать, к  примеру, организмы почвы, сама почва, вода, человек и т.д. Отдельный, заслуживающий  особого внимания, раздел экологии занимается изучением и контролем  воздействия человека на природу.

Экология производства – предполагает приспособление различных технологий к сложившимся природным (биосферным) условиям. Экологическое производство, исходя из ограниченных возможностей  сложившихся биосферных явлений, предполагает планомерное производство и воспроизводство компонентов и условий природной среды.

         Биотоп (биос – жизнь, топос - место) – природное жизненное пространство занимаемое сообществом. Биотоп вместе с сообществом образуют экосистему, которая длительное время поддерживает устойчивые взаимодействия между элементами живой и не живой природы.

        Экосистема – это безразмерная устойчивая система живых и неживых компонентов, в которой совершается внешний и внутренний круговорот вещества и энергии. (пример: лесные экосистемы, почву, гидросферу). Самой крупной экосистемой, предельной по размерам и масштабам, является биосфера.

        Биосферой – называют активную оболочку земли, включающую все живые организмы земли и находящуюся во взаимодействии с неживой средой (химической и физической) нашей планеты, с которой они составляют единое целое. Биосфера нашей планеты существует 3 млрд. лет, она растет и усложняется наперекор тенденциям холодной энтропийной смерти; она несет разумную жизнь и цивилизацию. Биосфера существовала задолго до появления человека и может обойтись без него. Напротив, существование человека невозможно без биосферы.

Основные характеристики экосистемы:  
- размер, 
- устойчивость, 
- процессы самовосстановления, 
- самоочищение.

          Размер экосистемы – пространство, в котором возможно осуществление процессов саморегуляции и самовосстановления всех составляющих экосистему компонентов и элементов.

         Самовосстановление природной экосистемы – самостоятельный возврат природной экосистемы к состоянию динамического равновесия, из которого она была выведена воздействием природных и антропогенных факторов.

         Самоочищение – естественное разрушение загрязнителя в среде в результате процессов, происходящих в экосистеме.

           В биосфере условно выделяют элементарные целостные единицы, биоценозы (биос – жизнь, ценоз - общее), т. е другими словами это сообщество, и биогеоценоз – это совокупность популяции разных видов обитаемых в определенной местности.          Взаимные связи внутри биогеоценоза поддерживаются в процессе круговорота биогенных веществ в целях питания. При этом в результате жизнедеятельности организмов в круговорот вовлекаются наиболее распространенные на Земле химические элементы. Весь круговорот органических веществ и неорганических элементов составляют основу биосферы и основное условие поддержание жизни в ней. 
В непрерывном круговороте живое вещество обеспечивает образование нового живого вещества, которое не только замещает отмирание его массы но и приобретает новое качество в процессе  эволюции. Спецификация взаимодействия взаимоотношений со средой заключается в том что каждый организм живет в условиях определенной среды из которой он получает необходимое для жизни т.е. имеет свою экологическую нишу.

          Экологическая ниша – ее определение опирается на то каким образом организмы реагируют на внешние условия, т.е. ее можно определять как совокупность всех факторов, в пределах которых может существовать вид в природе. Размер способности природного или природно-антропогенное окружение обеспечивает нормальную жизнедеятельность определенное числу организмов и их сообществ, без заметного нарушения самого окружения называется – емкостью среды.

          Популяция – это совокупность особей одного вида, способная к самовоспроизведению, более или менее изолированная в пространстве и во времени от других аналогичных совокупностей того же вида.

Вопрос №16

Воздействие железнодорожного транспорта на окружающую среду. Основные техногенные факторы воздействия.

Эволюция развития человечества и  создание индустриальных методов хозяйствования привели к образованию глобальной техносферы, одним из элементов которой является железнодорожный транспорт. Природная среда при функционировании элементов техносферы является источником сырьевых и энергетических ресурсов и пространством для размещения ее инфраструктуры.

Функционирование любого элемента техносферы, в том числе и железнодорожного транспорта, должно основываться на следующих принципах:

· Проведение количественной и качественной оценки общего и локального потребления природных ресурсов исходя из местных региональных и федеральных возможностей;

· Проведение количественной и качественной оценки влияния различных видов деятельности общества на состояние экологических систем, природных комплексов и природных ресурсов;

· Нормирование уровня антропогенных  воздействий от различных видов  деятельности общества, в том числе и объектов железнодорожного транспорта на природную среду;

· Обеспечение равновесия в кругообороте веществ и энергии путем ограничения воздействия на природу, исходя из ее возможностей по самоочищению и воспроизводству;

· Ограничения воздействия на природную  среду с помощью различных  методов и средств очистки выбросов в атмосферу, стоков в водоемы, отходов производства, физических излучений;

· Создание экологически чистых производств, технологий, подвижного состава, оборудования и транспортных систем;

· Использование методов экологической  профилактики функционирования отраслей и объектов железнодорожного транспорта путем выполнения природоохранных мероприятий и внедрения технологических средств;

· Непрерывный контроль за состоянием окружающей среды;

· Использование экономических  методов в управлении охраной  окружающей среды и рациональным природоиспользованием;

· Неотвратимость наступления ответственности  за нарушение правил, норм, законов  по охране окружающей среды.

Железнодорожный транспорт по объему грузовых перевозок занимает первое место среди других видов транспорта, по объему перевозок пассажиров второе место после автомобильного транспорта.

Успешное функционирование и развитие железнодорожного транспорта зависит от состояния природных комплексов и наличия природных ресурсов, развития инфраструктуры искусственной среды, социально-экономической среды общества.

Состояние окружающей среды при  взаимодействии с объектами железнодорожного транспорта зависит от инфраструктуры по строительству железных дорог, производству подвижного состава, производственного оборудования и других устройств, интенсивности использования подвижного состава и других объектов на железных дорогах, результатов научных исследований и их внедрения на предприятиях и объектах отрасли.

Каждый элемент системы имеет  прямые и обратные связи друг с  другом. При развитии и функционировании объектов железнодорожного транспорта следует учитывать свойства природных комплексов многосвязность, устойчивость, коммутативность, аддитивность, инвариантность, многофакторную корреляцию.

Многосвязность выражается в разнохарактерном воздействии транспорта на природу, которое может вызвать в ней  трудно учитываемые изменения.

Аддитивность это возможность  многопараметрического сложения различных  источников техногенного и антропогенного воздействия на природу, что может  привести к непредсказуемым изменениям в природе.

Инвариантность является свойством  экосистем сохранять стабильность в границах регламентированных техногенных и антропогенных воздействий.

Устойчивость способность экосистем  сохранять исходные параметры при  естественном, техногенном и антропогенном воздействиях.

Многофакторная корреляция характеризует  экосистемы с позиций их предопределенности к случайным и неслучайным событиям с аналитическими связями между ними.

Железнодорожный транспорт постоянно  воздействие на природную среду. Уровень воздействия может лежать в допустимых равновесных и кризисных  границах.

Характер воздействия транспорта на окружающую среду определяется составом техногенных факторов, интенсивностью их воздействия, экологической весомостью воздействия на элементы природы. Техногенное воздействие может быть локальным от единичного фактора или комплексным от группы различных факторов, характеризующихся коэффициентами экологической весомости, которые зависят от вида воздействия, их характера, объекта воздействия.

Для оценки уровня воздействия объектов транспорта на экологическое состояние природы используют следующие интегральные характеристики:

· Абсолютные потери окружающей среды, выражаемые в конкретных единицах измерения состояния биоценозов (флоры, фауны, людей);

· Компенсационные возможности  экосистем, характеризующие их восстанавливаемость в естественном или искусственном режиме, создаваемом принудительно;

· Опасность нарушения природного баланса, возникновение неожиданных  потерь и локальных экологических сдвигов, которые могут вызвать экологический риск и кризисные ситуации в окружающей природной среде;

· Уровень экологических потерь, вызываемых воздействием объектов транспорта на окружающую среду;

Эти характеристики и позволяют  определить экологическую безопасность в регионах расположения транспортных объектов.

Любое воздействие объектов транспорта на природу вызывает ответную реакцию, которая проявляется в следующих формах:

-адапционной с локальным или статическим смещением равновесия; восстанавливающейся или самовосстанавливающейся, характеризующейся полным возвратом экосистемы в исходное состояние; частично восстанавливающейся, когда экосистема восстанавливает только часть своих свойств и характеристик;

-невосстанавливаемой, когда в экосистеме образуются необратимые сдвиги от исходного ее состояния.

Воздействие объектов железнодорожного транспорта на природу обусловлено  строительством дорог, производственно-хозяйственной  деятельностью предприятий, эксплуатацией  железных дорог и подвижного состава, сжиганием большого количества топлива, применением пестицидов на лесных полосах и др.

Строительство и функционирование железных дорог связано с загрязнением природных комплексов выбросами, стоками, отходами, которые не должны нарушать равновесие в экологических системах. Равновесие экосистемы характеризуется  свойством сохранять устойчивое состояние в пределах регламентированных антропогенных изменений в окружающих транспортное предприятие природных комплексах. Самоочищающая способность природной среды снижается из за уничтожения и истощения природных комплексов. Линии железных дорог, прокладываемые на сложившихся путях миграции живых организмов, нарушают их развитие и даже приводят к гибели целых сообществ и видов.

Факторы воздействия объектов железнодорожного транспорта на окружающую среду можно классифицировать по следующим признакам: механические (твердые отходы, механическое воздействие на почвы строительных, дорожных, путевых и других машин); физические (тепловые излучения, электрические поля, электромагнитные поля, шум, инфразвук, ультразвук, вибрация, радиация и др.); химические вещества и соединения (кислоты, щелочи, соли металлов, альдегиды, ароматические углеводороды, краски и растворители, органические кислоты и соединения и др.), которые подразделяются не чрезвычайно опасные, высоко опасные, опасные и малоопасные; биологические (макро- и микроорганизмы, бактерии, вирусы).

Эти факторы могут действовать  на природную среду долговременно, сравнительно недолго, кратковременно и мгновенно.

Время действия факторов не всегда определяет размер вреда, наносимого природе. По масштабам действия вредные факторы подразделяются на действующие на небольших площадях, действующие на отдельные участки местности, глобальные.

Химические вещества и соединения могут мигрировать и рассеиваться в воздухе, в воде, почвах, нанося обратимый, частично обратимый и необратимый ущерб природе. В миграции химических веществ и заразных микроорганизмов важное место занимает транспорт.

Основными направлениями снижения величины загрязнения окружающей среды  являются: рациональный выбор технологических  процессов для производства готовой  продукции и ее транспортирования; использование средств защиты окружающей среды и поддержание их в исправном состоянии.

Интегральным критерием экологической  эффективности производственной деятельности объектов железнодорожного транспорта служит степень нарушения природного баланса в регионе. Опасность  нарушения природного баланса количественно связана с антропогенными факторами производственной и хозяйственной деятельности людей в регионе. В случае, если природная среда не способна справиться с воздействием железнодорожного транспорта, необходимо предусматривать очистные сооружения или проводить восстановительные работы. Равновесие в природной среде обеспечивается поддержанием энергетического, водного, биологического, биогеохимического балансов и их изменением в определенный промежуток времени. Количественные характеристики перечисленных балансов зависят от географического положения регионов, климатических условий, величины использования ресурсов, природных явлений и степени загрязнения окружающей среды.

Обеспечить равновесие в природе  можно с помощью правовых, социально-экономических, организационных, технических, санитарно-гигиенических, биологических и других методов.

Правовые методы регламентируют нормы  и порядок природопользования исходя из условия сохранения относительного равновесия в окружающей среде.

Социальные методы основаны на ответственности  всех слоев общества за состояние охраны окружающей среды.

Экономические методы предусматривают  определенные виды затрат на сохранение равновесия окружающей среды, рациональную плату за ресурсы, возмещение ущерба.

Организационные методы основаны на научной организации природопользования и выполнении административных и правоохранных мер по предотвращению вредного воздействия на окружающую среду.

Технические методы основаны на создании новых технологий и производственного оборудования, уменьшающих вредное воздействие на природную среду, внедрение эффективных средств очистки выбросов в атмосферу и сбросов в водоемы.

Санитарно-гигиенические методы предусматривают  обязательный контроль за состоянием окружающей среды с целью своевременного принятия мер по предотвращению вредного влияния загрязнений на людей и природу.

Вопрос №29

Ресурсы, ресурсоемкость ресурсоснабжение на производстве. Пути снижения расхода  природных ресурсов на предприятии.

Промышленное предприятие, функционирующее в окружающей среде, реализуя ее возможности, весьма широко и интенсивно использует все составляющие природной среды: природные ресурсы, ассимиляционный потенциал биосферы и «природные средства жизни», т.е. возможность обеспечения людей природными услугами.

Окружающая природная  среда является единственным источником средств существования жизни и эволюции человеческого общества. Она служит не только источником всех исходных производственных ресурсов (материально-сырьевых, топливно-энергетических и др.), но и обладает огромными ассимиляционными возможностями, позволяющими «поглощать» и даже частично «перерабатывать» колоссальное (как по номенклатуре, так и по объемам) количество отходов, выбросов и сбросов продукции. Однако эти возможности окружающей природной среды не беспредельны, они ограничены как размерами источников большинства природных и в первую очередь минеральных ресурсов, так и масштабами ее ассимиляционного потенциала. Указанные возможности не являются статичными, они подвержены изменениям в ходе исторического развития. С одной стороны, расширение масштабов и роста темпов развития мирового общественного производства влечет за собой увеличение антропогенной нагрузки на окружающую среду, сокращая указанные ее возможности. С другой — осуществление каждым предприятием, регионом, страной и мировым сообществом в целом природоохранных и природозащитных мер обеспечивает сохранение, а иногда и прирост этих возможностей.

Таким образом, природно-ресурсный  потенциал — это реальные, обладающие свойствами динамики возможности окружающей природной среды обеспечивать устойчивое функционирование общественного производства вообще и конкретного предприятия, в частности, и удовлетворение людей природными услугами.

Следовательно, масштаб природно-ресурсного потенциала величина непостоянная, его размеры изменяются в зависимости от конкретного этапа исторического развития человеческого общества. В сравнительно отдаленные исторические эпохи, когда масштабы общественного производства были относительно небольшими, негативное влияние антропогенной деятельности на природу было не столь значительно, использование природно-ресурсного потенциала компенсировалось за счет свойств самой природной среды. Благодаря механизмам саморегуляции, которыми она обладает, происходило практически полное восстановление этого потенциала. С течением времени по мере расширения мировых масштабов производства интенсивность использования природно-ресурсного потенциала возрастала и его размеры, в особенности в части природных ресурсов, начали сокращаться. Особо заметное снижение масштабов природно-ресурсного потенциала началось в последние десятилетия. Это сокращение происходит как в результате уменьшения мировых запасов природных и в первую очередь невозобновляемых ресурсов, так и вследствие резкого увеличения объемов вредного воздействия на природную среду всевозможными отходами производства. Такое воздействие по своим масштабам начинает превышать возможности саморегуляции природной среды, вследствие чего происходит деградация и разрушение взаимосвязи отдельных компонентов. Масштабы изъятия природных ресурсов и сила воздействия антропогенных загрязнений на окружающую природную среду с течением времени постоянно возрастают, в результате чего происходит соответствующее этому сокращение ее природно-ресурсного потенциала. Этому способствует действие ряда факторов. К наиболее значимым из них необходимо отнести следующие:

• истощение запасов природных  невозобновляемых легко доступных и относительно «богатых» ресурсов и, как следствие, перенос их добычи в места с гораздо более сложными горно-геологическими и природными условиями;

• низкая степень извлечения запасов полезных ископаемых из разведанных  месторождений;

• недостаточный уровень  разработки и применения малоотходных, экологически чистых технологий;

• стремительное накопление в огромных масштабах вредных  для окружающей среды веществ  нетоварного выхода, в том числе  и не встречающихся в природе, в атмосфере, гидросфере и на земной поверхности;

• незначительные масштабы воспроизводства возобновляемых природных  ресурсов;

• существенное отставание темпов развития природоохранной и  природозащитной деятельности от темпов загрязнения природной среды.

Действие этих факторов приводит, в конечном итоге, к тому, что скорость нарастания масштабов использования природно-ресурсного потенциала начинает превышать темпы экономического развития мирового сообщества. Поэтому дальнейший рост объемов производства как в мировом масштабе, так и в отдельно взятой стране должен согласовываться с реальными возможностями природной среды.

Решение о строительстве  нового и расширение действующего промышленного  предприятия, включающего в себя особенно крупные и «природоемкие» производства, во многом должно зависеть от наличия в том или ином регионе природно-ресурсного потенциала в необходимых масштабах. Реально существующие ограничения возможностей окружающей среды должны служить достаточным основанием для отказа в развитии производства на таких территориях, несмотря на очевидную и доказанную расчетами высокую экономическую его эффективность. Ограничение природно-ресурсного потенциала в целом или отдельных составляющих его элементов обусловливается масштабами и интенсивностью его использования уже функционирующими в данном регионе промышленными предприятиями. Для изложения возможных путей, направлений и резервов сохранения и развития природно-ресурсного потенциала необходимо остановиться на рассмотрении и характеристике его факторов: природные ресурсы и источники загрязнения окружающей среды.

Природные ресурсы — это полезные для существования людей, в том числе и для производства, вещества, материи и энергии, не созданные трудом человека, а находящиеся в окружающей природной среде.

Классификация природных  ресурсов, используемых промышленным производством, представлена на рис 1. Указанная классификация составлена в соответствии с главными позициями понятия «природно-ресурсный потенциал» — наличием реальных возможностей у отдельных видов ресурсов к воспроизводству (возобновляемоемости) и поддержанием на этой основе указанного потенциала. Согласно этому вся их совокупность может быть дифференцирована на две группы: исчерпаемые и неисчерпаемые.

Рис. 1. Классификация природных ресурсов

К неисчерпаемыми ресурсами природы принято считать те из них, которые по времени, масштабам и объему их использования являются неограниченными, и их наличие обусловлено в основном внеземными факторами.

К исчерпаемым относятся природные ресурсы, объемы которых ограничены планетарными масштабами. Исчерпаемые ресурсы в свою очередь подразделяются на возобновляемые, возобновляемые и относительно возобновляемые. Ресурсы, способные к самовосстановлению, в том числе и при помощи человека, за сроки, соизмеримые с периодом экономического развития, называются возобновляемыми. Восстановление этих ресурсов идет с разной скоростью, а темпы использования и расходования каждого из них должны соответствовать темпам их восстановления. В противном случае возобновляемые природные ресурсы могут стать невозобновляемыми.

К невозобновляемым относятся те природные ресурсы, которые не обладают свойством самовосстановления, а их объемы в природной среде ограничены. Эти ресурсы формируются в течение сотен миллионов лет и не воспроизводятся в природной среде на протяжении относительно коротких периодов, сравнимых с историей человечества. Использование этих ресурсов неизбежно ведет к исчерпанию.

Относительно возобновляемые природные ресурсы — это такие ресурсы, которые являются возобновляемыми относительно их объемов (количества), т.е. они способны к восстановлению в своих масштабах, а относительно качественных показателей, характеризующих уровень их антропогенного загрязнения, они являются невозобновляемыми, поскольку свойством самовосстановления практически не обладают.

Промышленные предприятия  являются непосредственными потребителями как возобновляемых, так и невозобновляемых природных ресурсов. Объем использования первичных природных ресурсов конкретными предприятиями определяется рядом факторов, важнейшими из которых являются:

• отраслевая принадлежность;

• уровень совершенства применяемых технологий;

• степень замены первичного природного сырья вторичным;

• объемы и номенклатура производимой продукции;

• качество исходного природного сырья;

• уровень комбинирования производства и др.

Масштабы потребления  в первую очередь невозобновляемых природных ресурсов прямо и непосредственно определяют динамику природно-ресурсного потенциала как на планетарном уровне, так и в отдельных странах и регионах. В случае своевременного и равного по объемам потребления восстановления возобновляемых ресурсов их использование на изменение природно-ресурсного потенциала не сказывается. Если темпы потребления возобновляемых ресурсов превышают темпы их восстановления, то размер этого потенциала будет уменьшаться. И наоборот, когда масштабы воспроизводства таких ресурсов превосходят объемы их использования, природно-ресурсный потенциал будет нарастать.

Для иллюстрации современных  масштабов изъятия из природной среды невозобновляемых ресурсов и адекватного им уменьшения природно-ресурсного потенциала приведем несколько цифр. Ежегодные объемы добычи руд полезных ископаемых составляют около 10 млрд т, вместе с которыми извлекается на земную поверхность еще 100 млрд т пустой породы. На нашей планете ежегодно добывается свыше 10 млрд т условного топлива. По расчетам отдельных ученых при сохранении нынешних объемов добычи, технологий переработки и использования минеральных невозобновляемых ресурсов имеющихся разведанных запасов свинца, олова, меди хватит на 20—30 лет, нефти — на 200 лет, угля, сланцев и торфа - на 200—300 лет.

К сожалению, ситуация с мировым  потреблением возобновляемых и относительно возобновляемых природных ресурсов складывается также не лучшим образом. Темпы роста масштабов их использования пока существенно превышают темпы роста их воспроизводства. Так, например, вода, занимающая первое место среди всех остальных видов природных ресурсов по объемам потребления, становится лидером по росту ее дефицита, в особенности чистой и, главное, питьевой воды. Несмотря на огромные запасы водных ресурсов (71% всей поверхности нашей планеты покрыто водой), воды пригодной для питья, т.е. пресной воды, насчитывается всего 2%, из которых почти 80% — вода, находящаяся в ледовом покрове Земли. Ежегодно в мире только на сжигание органического топлива изымается из атмосферы порядка 40 млрд т атомарного кислорода. Хотя кислорода в атмосфере казалось бы очень много — 1,5хЮ¹⁵ т, тем не менее объемы его ежегодного потребления почти в два раза превышают объемы его поступления в атмосферу, образующегося вследствие процессов фотосинтеза. Не лучше пока обстоят дела с таким важнейшим возобновляемым природным ресурсом, как лес. В результате превышения объемов вырубки лесов над масштабами их восстановления ежегодно площади сомкнутых лесов сокращаются на планете, примерно, на 20 млн га.

Все изложенное выше свидетельствует, во-первых, о реальном снижении природно-ресурсного потенциала, обусловленного сокращением возможностей природной среды в обеспечении возрастающих потребностей общественного производства во всех видах природных ресурсов, а во-вторых, об объективной необходимости разработки и реализации комплекса мер по экономному использованию и сохранению для будущих поколений невозобновляемых, расширению и развитию процесса воспроизводства возобновляемых природных ресурсов.

Важнейшими направлениями  решения проблемы сохранения невозобновляемых и воспроизводства возобновляемых природных ресурсов, реализация которых может быть обеспечена как развитием научно-технического прогресса и внедрением его результатов в производство, так и использованием мировым сообществом и каждым отдельным государством принципов концепции устойчивого развития. Основными путями реализации указанных направлений являются следующие: