Основы экологии
Содержание:
- Введение…………………………………………………………
……….…..2 - Экология
как наука, ее содержание. Предмет исследования
и основные задачи экологии……………………………………………………..
…….……..3 - Отношения организмов в биоценозе………………………………….…….5
- Стратосферный озон и его роль в защите живых организмов от жесткого ультрафиолетового излучения………………………………………….………7
- Антропогенное воздействие на растительный мир………………….…….8
- Круговорот
кислорода………………………………………………...
…….11 - Обращение с токсичными промышленными отходами……………..……12
- Физико-химические методы отчистки сточных вод……………..……….15
- Плата за природные ресурсы………………………………………………16
- Заключение……………………………………………………
…………….18 - Список используемой литературы…………………………………….…..19
Введение.
При современном
состоянии технической
Само
понятие глобального
Экология как наука, ее содержание. Предмет исследования и основные задачи экологии.
Термин
«экология» (от греч. oikos – жилище, место
обитания и logos – наука) предложил
Э. Геккель в 1866 г. для обозначения
биологической науки, изучающей
взаимоотношения животных с органической
и неорганической средами. С того времени
представление о содержании экологии
претерпело ряд уточнений, конкретизаций.
Однако до сих по нет достаточно чёткого
и строгого определения экологии, и все
ещё идут споры о том, что такое экология,
следует ли её рассматривать как единую
науку или же экология растений и экология
животных – самостоятельные дисциплины.
Не решён вопрос, относится ли биоценология
к экологии или это обособленная область
науки. Не случайно почти одновременно
появляются руководства по экологии, написанные
с принципиально разных позиций. В одних
экология трактуется как современная
естественная история, в других – как
учение о структуре природы, в котором
конкретные виды рассматриваются лишь
как средства трансформации вещества
и энергии в биосистемах, в третьих – как
учение о популяции и т.д.
Нет необходимости останавливаться на
всех существующих точках зрения относительно
предмета и содержания экологии. Важно
лишь отметить, что на современном этапе
развития экологических представлений
все более чётко вырисовывается её суть.
Экология – это наука, исследующая закономерности
жизнедеятельности организмов (в любых
её проявлениях, на всех уровнях интеграции)
в их естественной среде обитания с учётом
изменений, вносимых в среду деятельностью
человек. Из этой формулировки можно сделать
вывод, что все исследования, изучающие
жизнь животных и растений в естественных
условиях, открывающие законы, по которым
организмы объединяются в биологические
системы, и устанавливающие роль отдельных
видов в жизни биосферы, относятся к экологическим.
Однако приведенное определение слишком
пространно и недостаточно конкретно,
хотя на первых этапах развития экологии
один из вариантов его (экология – это
наука об отношениях организмов друг с
другом и со средой, наука о приспособлениях
и т.п.) не только был принципиально верным,
но и мог служить ориентиром при постановке
ряда исследований. В последнее время
экологи пришли к принципиально важному
обобщению, показав, что условия среды
осваиваются организмами на популяционно-биоценотическом
уровне, а не отдельными особями вида.
Это привело к интенсивному развитию учения
о биологических макросистемах (популяциях,
биоценозах, биогеоценозах), что оказало
громадное влияние на развитие биологии
в целом и всех её разделах в частности.
В результате стали появляться всё новые
и новые определения экологии. Её рассматривали
как науку о популяциях, о структуре природы,
о динамике численности и т.д. Но все они,
несмотря на некоторую специфичность,
определяют экологию как науку, исследующую
законы жизни животных, растений и микроорганизмов
в естественной среде обитания с учётом
роли антропических факторов. Основные
формы существования видов животных, растений
и микроорганизмов в естественной среде
обитания – это внутривидовые группировки
(популяции) или многовидовые сообщества
(биоценозы). Поэтому современная экология
изучает взаимоотношения организмов и
среды на популяционно-биоценотическом
уровне. Конечной целью экологических
исследований является выяснение путей,
с помощью которых вид сохраняется в постоянно
меняющихся условиях среды. Процветание
вида заключается в поддержании оптимальной
численности его популяций в биогеоценозе.
Следовательно, основным содержанием
современной экологии становится исследование
взаимоотношений организмов друг с другом
и со средой на популяционно-биоценотическом
уровне и изучение жизни биологических
макросистем более высокого ранга: биогеоценозов
(экосистем) и биосферы, их продуктивности
и энергетики. Отсюда очевидно, что предметом
исследования экологии являются биологические
макросистемы (популяции, биоценозы, экосистемы)
и их динамика во времени и пространстве.
Из содержания и предмета исследований
экологии вытекают и её основные задачи,
которые могут быть сведены к изучению
динамики популяций, к учению о биогеоценозах
и их системах. Структура биоценозов, на
уровне формирования которых, как было
отмечено, происходит освоение среды,
способствует наиболее экономичному и
полному использованию жизненных ресурсов.
Поэтому главная теоретическая и практическая
задача экологии заключается в том, чтобы
вскрыть законы этих процессов и научиться
управлять ими в условиях неизбежной индустриализации
и урбанизации нашей планеты.
Отношение организмов в биоценозе.
По классификации В.Н. Беклемешева, прямые и косвенные межвидовые отношения по тому значению, которое они могут иметь для занятия видом в биоценозе определенной экологической ниши, подразделяются на 4 типа: трофические, топические, форические и фабрические.
Трофические связи возникают, когда один вид питается другим: либо живыми особями, либо их мертвыми остатками, либо продуктами жизнедеятельности.
Топические связи характеризуют изменение условий обитания одного вида в результате жизнедеятельности другого. Они могут быть отрицательными или положительными по отношению как к одному, так и другому виду, или обоим одновременно.
Форические связи – это участие одного вида в распространении другого (зоохория – перенос семени, спор, пыльцы; форезия – перенос мелких животных другими животными).
Фабрические связи – это отношения, в которые вступает вид, использующий для своих сооружений (фабрикации) продукты выделения либо мертвые остатки, либо живых особей другого вида.
Трофические и топические связи имеют наибольшее значение в биоценозе, составляют основу его существования.
На основе перечисленных связей возникают разнообразные биотические отношения, которые по классификации, предложенной Ю. Одумом, можно свести к следующим:
Нейтрализм – это такая форма биотических отношений, при которой сожительство двух видов на одной территории не влечет для них ни положительных, ни отрицательных последствий. Виды не связаны друг с другом непосредственно, но зависят от состояния сообщества в целом.
Конкуренция – это взаимоотношения, возникающие между видами со сходными экологическими требованиями. Каждый вид при совместном обитании находится в невыгодном положении, так как присутствие другого уменьшает возможности овладения пищевыми ресурсами, убежищами и т.д.
Аменсализм – взаимоотношения, при которых для одного из двух взаимодействующих видов последствия совместного обитания отрицательны, а другой не получает от этого ни вреда, ни пользы. Такая форма чаще встречается у растений.
Паразитизм – межвидовые взаимоотношения, при которых один вид (паразит) использует другой (хозяина) как среду жизни и как источник пищи.
Хищничество – форма межвидовых взаимоотношений, способ добывания пищи и питания животных (изредка растений), при котором они ловят, убивают и съедают других животных.
Мутуализм – взаимовыгодное сожительство разных видов. Типичный пример – сожительство рака-отшельника и актинии. Часто в литературе такой вид сожительства называют симбиозом. В широком смысле слова симбиоз означает сожительства вообще. А типы симбиоза могут быть разные: комменсализм, паразитизм, мутуализм и множество переходных форм.
Комменсализм, или нахлебничество, сотрапезничество – форма симбиоза, при которой один из партнеров системы (комменсал) питается остатками пищи или продуктами выделения другого (хозяина), не причиняя последнему вреда.
Когда поедание пищи комменсалами начинает вредить хозяину, комменсализм переходит в конкуренцию или в паразитизм.
Биоценозу, как и любой над организменной системе, свойственны закономерности в соотношении и связях его частей, т.е. определённая структура.
Структура
биоценоза многопланова, и при ее изучении
можно выделить различные аспекты: видовую,
пространственную, экологическую характеристики.
Стратосферный озон и его роль в защите живых организмов от жесткого ультрафиолетового излучения.
В воздухе всегда присутствует озон, концентрация которого у земной поверхности составляет в среднем 10-6%. Озон образуется в верхних слоях атмосферы из атомарного кислорода в результате химической реакции под влиянием солнечной радиации, вызывающей диссоциацию молекул кислорода.
Озоновый «экран» расположен в стратосфере, на высотах от 7-8 км на полюсах, 17-18 километров на экваторе и примерно до 50 километров над земной поверхностью. Гуще всего озон в слое 22 – 24 километров над Землей.
Слой
озона удивительно тонок. Если бы
этот газ сосредоточить у
Озон – активный газ и может неблагоприятно действовать на человека. Обычно его концентрация в нижней атмосфере незначительна и он не оказывает вредного влияния на человека. Большие количества озона образуются в крупных городах с интенсивным движением автотранспорта в результате фотохимических превращений выхлопных газов автомашин.
Озон, также, регулирует жесткость космического излучения. Если этот газ хотя бы частично уничтожается, то, естественно жесткость излучения резко возрастает, а, следовательно, происходят реальные изменения растительного и животного мира.
Уже доказано,
что отсутствие или малая концентрация
озона может или приводит к
раковым заболеваниям, что самым
наихудшим образом отражается на
человечестве и его способностью
к воспроизводству.
Антропогенное воздействие на растительный мир.
Потребительское,
а нередко и хищническое
Круговорот кислорода.
Кислород
является наиболее распространенным элементом
на Земле. В морской воде содержится 85,82%
кислорода, в атмосферном воздухе 23,15%
по весу или 20,93% по объему, а в земной коре
47,2% по весу. Такая концентрация кислорода
в атмосфере поддерживается постоянной
благодаря процессу фотосинтеза. В этом
процессе зеленые растения под действием
солнечного света превращают диоксид
углерода и воду в углеводы и кислород.
Главная масса кислорода находится в связанном
состоянии; количество молекулярного
кислорода в атмосфере оценивается в 1,5*
1015 m, что составляет всего лишь 0,01% от общего
содержания кислорода в земной коре. В
жизни природы кислород имеет исключительное
значение. Кислород и его соединения незаменимы
для поддержания жизни. Они играют важнейшую
роль в процессах обмена веществ и дыхании.
Кислород входит в состав белков, жиров,
углеводов, из которых «построены» организмы;
в человеческом организме, например, содержится
около 65% кислорода. Большинство организмов
получают энергию, необходимую для выполнения
их жизненных функций, за счет окисления
тех или иных веществ с помощью кислорода.
Убыль кислорода в атмосфере в результате
процессов дыхания, гниения и горения
возмещается кислородом, выделяющимся
при фотосинтезе. Вырубка лесов, эрозия
почв, различные горные выработки на поверхности
уменьшают общую массу фотосинтеза и снижают
круговорот на значительных территориях.
Наряду с этим, мощным источником кислорода
является, по-видимому, фотохимическое
разложение водяного пара в верхних слоях
атмосферы под влиянием ультрафиолетовых
лучей солнца. Таким образом, в природе
непрерывно совершается круговорот кислорода,
поддерживающий постоянство состава атмосферного
воздуха. Кроме описанного выше круговорота
кислорода в несвязанном виде, этот элемент
совершает еще и важнейший круговорот,
входя в состав воды.
Круговорот воды заключается в испарении
воды с поверхности суши и моря, переносе
ее воздушными массами и ветрами, конденсации
паров и последующее выпадение осадков
в виде дождя, снега, града, тумана.
Обращение с токсичными промышленными отходами.
Современный период развития производства характеризуется нарастающим объемом и разнообразием конечной и промежуточной продукции, увеличением объемов природных ресурсов, вовлекаемых в производственную деятельность, ростом количества и разнообразия отходов, отводимых в окружающую среду.
Только в России на поверхности земли ежегодно складируется 4,5 млрд.т отходов производства и потребления. Общее количество накопленных отходов составляет 50 млдр.т, а под складирование занято более 250 тыс.га земельных площадей.
Большую угрозу для окружающей среды и здоровья людей представляют токсичные отходы, которые могут содержать токсичных и вредных веществ в десятки и сотни раз больше допустимых норм. По данным академика Б.Н. Ласкорина, количество их в промышленно развитых странах уже в 1995 г. превысило 30 млрд.т по абсолютно сухой массе. В Российской Федерации ежегодно образуется 76 млн.т опасных промышленных отходов.
Все это подтверждает выводы ученых о том, что основная причина отрицательного воздействия на окружающую среду состоит не столько в росте производства, сколько в отсутствии комплексной переработки полезных ископаемых, а также утилизации отходов.
В разных
странах по-разному
технологической культуры.
Продолжительный период загрязнение природной среды бытовыми и промышленными отходами носило локальный характер. Естественное рассеивание и химическое разложение отходов оказывалось достаточным, чтобы природные системы в результате процессов самоочищения освобождались полностью от загрязняющих веществ.
Проблема
повышения использования
Для определения
эффективности утилизации отходов
и необходимых для этого
К твердым отходам относят кусковидные, пылевидные, пастообразные отходы, образующиеся в процессе производства и потребления, а также отходы, уловленные очистными сооружениями при выбросах в атмосферу и сбросах в водные объекты. Сюда же относятся жидкие отходы, запрещенные к приему в сети канализации и на очистные сооружения.
Для практических целей чаще всего используют классификацию отходов по месту их образования, выделяя при этом отходы и вторичные ресурсы. Так как отходы образуются в результате производственной деятельности и при их потреблении, их, соответственно, подразделяют на отходы производства и потребления.
Отходы производства — это остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, химических соединений, образовавшихся при производстве продукции или выполнении работ и утратившие полностью или частично исходные свойства.
Отходы потребления — изделия и материалы, утратившие полностью или частично свои потребительские свойства в результате физического или морального износа и жизнедеятельности людей.
Среди классификационных признаков важное значение имеет степень воздействия отходов на окружающую среду. К вредным (токсичным) отходам относят отходы, оказывающие вредное воздействие на окружающую среду, загрязняющие, отравляющие и разрушающие ее, создающие опасность для живых организмов.
Токсичные отходы — это отходы, содержащие или загрязненные материалами такого рода, в таких количествах или в таких концентрациях, что они представляют опасность для здоровья человека и окружающей природной среды.
Согласно ГОСТ 12.1.0007-76 "Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности", все токсичные отходы делятся на четыре класса опасности.
| Класс опасности | Характеристика отходов |
| Первый | Чрезвычайно опасные |
| Второй | Высоко опасные |
| Третий | Умеренно опасные |
| Четвертый | Малоопасные |
Для практической работы разработан "Временный классификатор токсичных промышленных отходов и методические рекомендации по определению класса токсичности промышленных отходов". Документ позволяет определить токсичность отходов и отнести их к тому или иному классу опасности.
В настоящее
время в мире известно более 20 методов
обезвреживания и переработки токсичных
отходов. По конечной цели они делятся
на ликвидационные и утилизационные, по
технологическому принципу на биологические,
химические, термические и механические.
Основными тенденциями по ликвидации
и переработке ТБО являются: складирование
на свалках и полигонах - 66%, сжигание -
30%, компостирование - 3%, химические способы
- 1%.
Физико-химические методы очистки сточных вод.
Под загрязнением водных ресурсов понимают любые изменения физических, химических и биологических свойств воды в водоемах в связи со сбрасыванием в них жидких, твердых и газообразных веществ, которые причиняют или могут создать неудобства, делая воду данных водоемов опасной для использования, нанося ущерб народному хозяйству, здоровью и безопасности населения
Основными
источниками загрязнения и
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.
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.
Плата за природные ресурсы.
Природно-ресурсные налоги и платежи в соответствии с Бюджетным кодексом РФ, относятся к числу регулирующих доходов бюджета, распределение которых осуществляется ежегодно при принятии бюджета. В них заинтересованы субъекты Федерации, поскольку предельные размеры ставок указанных налогов и платежей по большинству природных ресурсов (водным, лесным, земельным и др.) устанавливаются на уровне Российской Федерации, а конкретные ставки – субъектами Российской Федерации, исходя из их географических, экономических, социальных и экологических условий.
Система платежей за природные ресурсы - это виды платы, методы определения размера отдельных видов платы, порядок установления, изъятия и использования платы.
Плата за природные ресурсы - это издержки предприятия, связанные с использованием природных ресурсов и рассчитанные в соответствии с действующей в стране методикой расчета затрат. На основе правил расчета затрат вся совокупность природных ресурсов делится на три группы:
1) Ресурсы
закупаемые. Оцениваются ценой предприятия,
2) Ресурсы, изымаемые у природы. Они оцениваются издержками на их добычу и специальными выплатами (налогами) государственным или муниципальным фондам за каждую единицу используемого ресурса. К ним относятся изменяемые или используемые земля, вода, атмосфера, лес и полезные ископаемые, вовлекаемые в производство.
3) Ресурсы,
являющиеся собственностью
1) Ресурсы оцениваются по нулевой оценке;
2) Ресурсы
оцениваются по издержкам на
доставку и подготовку к
3) Ресурсы
оцениваются по вытесняемым
Принцип
"платности использования
- Рациональное и комплексное использование природных ресурсов;
- Улучшение охраны окружающей среды;
- Выравнивание социально-экономических условий хозяйствования при использовании природных ресурсов;
- Формирование специальных фондов финансирования по охране и воспроизводству природных ресурсов.
Заключение.