Экология гражданской авиации
Содержание
Вопрос № 1. Основные структурные характеристики биосферы |
3 |
Вопрос №2 Экологический кризис загрязнения, его причины и последствия |
5 |
Вопрос № 3 Факторы, формирующие проблему водных ресурсов |
7 |
Вопрос №4. Система мониторинга, основная цель ее создания, основные направления деятельности |
9 |
Вопрос № 5. Основные закономерности превращения энергии в природных экосистемах |
11 |
Вопрос № 6. Источники
и особенности загрязнения |
13 |
Вопрос № 7. Результаты воздействия авиационного шума и электромагнитных волн на здоровье человека |
16 |
Вопрос № 8. Основные правовые
природоохранные документы |
18 |
Практическое задание |
20 |
Библиографический список |
22 |
Вопрос № 1. Основные структурные характеристики биосферы
Пространство, занимаемое современной биосферой, охватывает приземный слой атмосферы, поверхностные горизонты земной коры континентов и гидросферу Земли. Верхняя граница основного слоя биосферы расположена на высоте нескольких десятков метров над поверхностью растительного покрова на суше или над океаном; нижняя - по горизонту грунтовых вод или максимального проникновения корней растений и роющих животных. В океане она ограничена слоем проникновения солнечных лучей, достаточным для осуществления фотосинтеза (не более 100 м) или глубиной сохранения биологической активности в донных осадках. За этими пределами остается ничтожная часть живых организмов, но находятся огромные массы продуктов их жизнедеятельности - ив атмосфере (газы, пары воды), и в гидросфере (растворенная и взвешенная органика). Строение биосферы: живое вещество (совокупность живых организмов), косное вещество (все геологические образования, не входящие в состав живых организмов и не созданные ими), биокосное вещество (нефть), биогенное вещество (геологические породы, созданные живыми организмами).
Масса живого вещества биосферы сравнительно мала. Если ее распределить по всей поверхности планеты, то получится слой всего в 1,5 см. Эта «пленка жизни» (выражение В.И.Вернадского), составляя менее 10"6 массы других оболочек Земли, обладает несравненно большим разнообразием, и обновляет свой состав в миллион раз быстрее.
Факторы, определяющие границы биосферы, — неблагоприятные условия для жизни организмов.
Биосфера по вертикали разделяется на две четко обособленные области: верхнюю, освещенную светом, - фотобиосферу, в которой происходит фотосинтез, и нижнюю, «темную», - меланобиосферу, в которой фотосинтез невозможен. На суше граница между ними проходит по поверхности Земли.
В планетарной биосфере выделяют континентальную и океаническую биосферы, которые отличаются геологическими, географическими, биологическими, физическими и другими условиями. Нижний предел распространения живого ограничивается дном океана (глубина около 11 км) или изотермой в 100 C в литосфере (по данным сверхглубокого бурения на Кольском полуострове эта цифра составляет около 6 км). Фактически жизнь в литосфере прослеживается до глубины 3-4 км. Таким образом, вертикальная мощность океанической биосферы составляет 17 км, сухопутной до 12 км. Вверх, в атмосферу, биосфера простирается не выше наибольших плотностей озонового экрана, что составляет 22-24 км.
Экологическая система, или экосистема - пространственно определенная совокупность организмов разных видов и среды их обитания, объединенных вещественно-энергетическими и информационными взаимодействиями. Понятие экосистемы не огранчивается какими-то признаками ранга, размера, сложности или происхождения. Поэтому оно приложимо как к относительно простым искусственным (аквариум, теплица, пшеничное поле, обитаемый космический корабль), так и к сложным естественным комплексам организмов и среды их обитания (озеро, лес, степь, море, океан, биосфера). Различают водные и наземные экосистемы. В каждой локальной наземной экосистеме есть абиотический компонент - биотоп, или экотоп - пространство, участок с одинаковыми ландшафтными, климатическими, почвенными условиями, и биотический компонент - сообщество, или биоценоз - совокупность всех живых организмов, населяющих данный биотоп. Биотоп является общим местообитанием для всех членов сообщества. Биоценозы состоят из представителей многих видов растений, животных и микроорганизмов. Практически каждый вид в биоценозе представлен многими особями разного пола и возраста. Они образуют популяцию или часть популяции данного вида в экосистеме.
Понятие экологической системы иеpаpхично. Это означает, что всякая экологическая система опpеделенного уровня включает в себя pяд экосистем предыдущего уровня, меньших по площади и сама она, в свою очеpедь, является составной частью более кpупной экосистемы. Пpодолжая этот pяд ввеpх можно подойти к экологической системе Земли - биосфере, а двигаясь вниз - к биогеоценозу, как элементарной биохорологической (хора - пространство) единице биосферы.
Биоту (сообщество организмов), входящую в состав биогеоценоза или элементарной экосистемы, пpинято называть биоценозом, а пространство им занятое - биотопом. Элементарная структура активной части современной биосферы — биогеоценоз. Биогеоценоз - взаимообусловленный комплекс живых и косных компонентов, связанных между собой обменом веществ и энергии; одна из наиболее сложных природных систем.
Схема 1. Схема биогеоценоза
Популяция (от лат. populus - население) - это совокупность особей одного вида, длительно населяющих определенное пространство, имеющих общий генофонд возможность свободно скрещиваться и в той или иной степени изолированных от других популяций этого вида. Популяция - элементарная форма существования вида в природе. Популяции эволюционируют и являются единицами эволюции видов и видообразования. Обладая всеми признаками биологической системы, популяция, тем не менее, представляет собой совокупность организмов, как бы выделенную из природной системы, так как в природе особи одного вида всегда сожительствуют с особями других видов.
Вид - основная структурная единица в системе живых организмов, качественный этап их эволюции. Вид — совокупность популяций особей, способных к скрещиванию с образованием плодовитого потомства и вследствие этого дающих переходные гибридные популяции между местными формами, населяющих определённый ареал (территорию, акваторию), обладающих рядом общих морфо-физиологических признаков и типов взаимоотношений с абиотичной (косной) и биотичной (живой) средой, отделённых от других таких же групп особей практически полной нескрещиваемостью в природных условиях.
На низшей ступени иерархии объектов экологии находится организм (особь, индивидуум) в качестве представителя биологического вида - генетически, морфологически и экологически однородной группы живых существ, обособленной от других видов по этим же критериям.
Вопрос №2 Экологический кризис загрязнения, его причины и последствия
Проявление экологического
кризиса наблюдается через
Загрязнением
окружающей среды можно назвать
изменение качества среды, способное
вызвать отрицательные последст
Схема 2. Классификация видов загрязнений окружающей среды
Химическое - изменение химических свойств среды, оказывающих отрицательное воздействие на экосистемы и технологические устройства.
Наибольшее загрязнение атмосферы приходится на долю оксидов углерода, соединений серы и азота, углеводородов и промышленной пыли.
Насыщаемость биосферы тяжелыми металлами – одно из наиболее существенных последствий загрязнения. В частности рассеивание ртути и свинца составляет 80 – 90 % годового производства. При сжигании угля с золой и отходящими газами в окружающую среду поступает, больше чем добывается из недр. Ежегодно с осадками (дождь, снег) выпадают миллионы тонн кислот, что ведет к радикальному изменению химии природной среды. Многие химические вещества обладают канцерогенными и мутагенными свойствами - бензол, асбест, пестициды (ДДТ, элдрин, линдан и другие), бенз(а)пирен, тяжелые металлы: ртуть, кадмий, свинец и другие разнообразные красители и пищевые добавки. Последствиями загрязнения окружающей среды являются и такие глобальные эффекты, приводящие подчас к пагубным для жизни последствиям, как: кислотные дожди; уменьшение содержания стратосферного озона; парниковый эффект.
Физическое - изменение физических параметров среды: температурно-энергетических (тепловое), волновых (световое, шумовое, электромагнитное), радиационных (радиационное).
а) Тепловое - повышение температуры среды, главным образом в связи с промышленными выбросами нагретого воздуха, отходящих газов и воды; может возникать и как вторичный результат изменения химического состава среды. Тепловое загрязнение водоема происходит обычно в результате использования воды для отвода избыточного тепла и сбрасывания воды с повышенной температурой в водоем. При тепловом загрязнении происходит повышение температуры воды в водоеме по сравнению с естественными значениями температур в тех же точках в соответствующие периоды сезона. Основные источники промышленных тепловых загрязнений - тепловые воды электростанций. Тепловое загрязнение опасно тем, что вызывает интенсификацию процессов жизнедеятельности и ускорение естественных жизненных циклов водных организмов, изменение скоростей химических и биохимических циклов водных организмов, протекающих в водоеме. Последствия: при повышенной температуре многие водные организмы, и в частности рыбы, находятся в состоянии стресса, что снижает их естественный иммунитет, происходит массовое размножение сине-зеленых водорослей, образуются тепловые барьеры на путях миграций рыбы, уменьшается видовое разнообразие.
б) Световое
- нарушение естественной
в) Шумовое.
г) Электромагнитное загрязнение.
д) Радиационное - превышение естественного уровня содержания в среде радиоактивных веществ.
4) Биологическое - проникание в экосистемы и технологические устройства видов животных и растений, чуждых данным сообществам и устройствам
Все перечисленные виды загрязнений взаимосвязаны, и каждый из них
может явиться
толчком для возникновения
Вопрос № 3 Факторы, формирующие проблему водных ресурсов
Факторами, формирующими проблему водных ресурсов является загрязнение гидросферы и дефицит пресной воды. Вода является незаменимым ресурсом и ее потребление неуклонно растет (что напрямую связано с ростом численности населения). Водоемкость всего человеческого хозяйства в XX столетии увеличилась в 12 раз и достигла огромной величины: около 5 тыс. км3 в год. Это почти 14% годового стока всех рек мира. Около 70% мирового водопотребления приходится на сельское хозяйство, 13% - на промышленность, 10% - на коммунально-бытовые нужды. По сравнению со многими другими странами В России пресная вода расходуется крайне неэкономно. В то же время в ряде районов на Юге России, в Поволжье и в Зауралье существуют трудности с обеспечением населения качественной питьевой водой.
Загрязнение может быть связано с природными явлениями, например, наводнениями (естественное), и с деятельностью человека (антропогенные).
В РФ на одного человека образуется примерно в 1,5 раза больше хозяйственных стоков, чем в среднем в мире. Загрязнителем гидросферы может быть любой физический агент, химическое вещество (таблица 1), биологический вид или физические загрязнители, поступающий в окружающую среду и вызывающий загрязнение среды.
Таблица 1 Основные загрязнители водных экосистем
Химические загрязнители |
Биологические загрязнители |
Физические загрязнители |
Кислоты |
Вирусы |
Радиоактивные элементы |
Щелочи |
Бактерии |
Взвешенные твердые частицы |
Соли |
Болезнетворные микроорганизмы |
Тепло |
Нефть и нефтепродукты |
Водоросли |
Органолептические (цвет, запах) |
Пестициды |
Дрожжевые и плесневые грибки |
Шлам |
Диоксины |
Песок | |
Тяжелые металлы |
Ил | |
Фенолы |
Глина | |
Аммонийный и нитритный азот | ||
СПАВ | ||
Лигнины |
Загрязняющими отраслями промышленности являются: целлюлозно-бумажный комплекс, нефтегазодобыча, машиностроение, металлообработка, металлургия, химическая, лесная, текстильная пищевая промышленность.
Степень загрязнения морской воды принято характеризовать классом качества с 1 по 7 с соответствующей оценкой от «очень чистая» до «чрезвычайно грязная». Морские воды Черноморского побережья от Анапы до Сочи характеризуются как загрязненные (IV класс) и умеренно загрязненные (III класс). Воды восточной части Финского залива Балтийского моря относятся к грязным (V класс) и очень грязным (VI класс).
Качество воды в большинстве водных объектов России не отвечает нормативным требованиям. Ежегодно растет число створов с высоким уровнем загрязнения (более 10 ПДК), есть случаи экстремально высокого загрязнения (более 100 ПДК). Учет сброса сточных вод и система их оценки пока не упорядочены. Так, коллекторно-дренажные воды с орошаемых земель условно относятся к категории нормативно чистых, хотя обычно они загрязнены ядохимикатами, соединениями азота и фосфора. Для достижения нормального качества такие условно «чистые» воды требуют разбавления в 10-50 раз.
Схема 3. Экологические последствия загрязнения мирового океана
Проблема загрязнения вод и различные аспекты, связанные с этим – наиболее тревожные вопросы ухудшения естественной среды. Последствия загрязнения вод можно считать наиболее опасными явлениями:
- многочисленные твердые загрязнения могут растворяться в воде,
- во взвешенном состоянии переноситься на огромные расстояния,
- вследствие гомогенности водной среды токсичные вещества оказывают воздействие на все организмы, обитающие ниже по течению,
- вода содержит относительно небольшое количество растворенного кислорода. В то время как даже сильно загрязненный воздух сохраняет квазипостоянную концентрацию этого газа, вода не обладает таким свойством. А кислород относится к лимитирующим экологическим факторам для большинства организмов как в пресных, так и в соленых водах.
Пути решения проблем: снижение водоемкости, переход на замкнутое оборотное водоснабжение, почвенная биологическая очистка, использование сточных вод на земледельческих полях орошения.
Вопрос №4. Система мониторинга, основная цель ее создания, основные направления деятельности
Мониторинг (от monitory - предостерегающий) - это информационная система, созданная с целью наблюдения, оценки и прогноза состояния окружающей среды. Здесь решаются три задачи: наблюдение, оценка, прогноз. Экологический мониторинг – многофункциональный процесс контроля за состоянием объектов экосферы, за источниками нарушений, экологического равновесия, моделирования и прогнозирования экологического состояния объектов экосферы, управления экологическими процессами.
Данное понятие утверждено Стокгольмской конференцией ООН по природной среде в дополнение к термину «контроль».
Основная цель экологического мониторинга – обеспечение системы управления природоохранной деятельностью своевременной и достоверной информацией, которая позволяет: оценить показатели состояния и функциональной целостности экосистем и среды обитания человека; выявить причины изменения этих показателей, оценить последствия таких изменений и определить корректирующие меры; создать предпосылки для определения своевременных мер по исправлению негативных ситуаций.
Отсюда – основные функции мониторинга: наблюдение за источниками и факторами антропогенного воздействия на природную среду; наблюдение и оценка фактического состояния природной среды и прогноз изменений, происходящих в ней под влиянием природных и антропогенных факторов воздействия.
Классификация мониторинга по типу загрязнения (глобальный, региональный, импактный, базовый), по способам наблюдения (авиационный, космический, дистанционный).
Таблица 2. Система наземного мониторинга окружающей среды
Ступени мониторинга |
Объекты мониторинга |
Характеризуемые показатели |
Локальный |
Приземный слой воздуха |
ПДК токсинных веществ |
Поверхностные и грунтовые воды, промышленные и бытовые стоки и различные выбросы |
Физические и биологические раздражители (шумы, аллергены и другие) | |
Радиоактивные излучения |
Предельная степень радиоизлучения | |
Региональный |
Исчезающие виды животных и растений |
Популяционное состояние видов |
Природные экосистемы |
Их структура и нарушения | |
Агроэкосистемы |
Урожайность | |
Лесные экосистемы |
Продуктивность насаждений | |
Глобальный |
Атмосфера |
Радиационный баланс, тепловой перегрев, состав и запыление |
Гидросфера |
Загрязнение рек и водоемов, водные бассейны, круговорот воды | |
Растительный и почвенный покровы, животное население |
Характеристики состояния почв, растительного покрова, животных, глобальные круговороты веществ. |
Средства контроля: 1) функциональные (продуктивность, скорость изменения, круговорот веществ); 2) структурные (значения физических, химических, биологических параметров);
Другая классификация: 1) контактные методы (хроматография, полярография, кондуктометрия, кулонометрия, потенциометрия, ионометрия, колориметрия, рефрактометрия, люминесцентное измерение, терматография); 2) неконтактные (использование зондирующих полей).
Средства моделирования и прогнозирования: 1) использование фундаментальных законов; 2) установление законов функционирования экосистем; 3) имитационное моделирование.
Сложность осуществления мониторинга обусловлена, в частности законом коммутативности, по которому человек воздействует на окружающую среду в короткий промежуток времени в той же степени, которую природа создает в течении столетий и даже тысячелетий.
В системе мониторинга различают три уровня:
- санитарно-токсикологический - контроль за загрязнением окружающей природы и воздействием веществ на живые организмы;
- экологический – контроль за состоянием природных экосистем;
- биосферный – контроль состояния биосферы: уровень радиации, состояние озонового слоя, проблема парникового эффекта, и другое.
Глобальную систему мониторинга биосферы осуществляет ГСМОС (глобальная система мониторинга окружающей среды) совместно с ВМО (Всемирная метеорологическая организация ООН), ВОЗ (Всемирная организация здравоохранения), ФАО (Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН), ЮНЕСКО (организация ООН по культуре, науке и образованию). Они ведут мониторинг состояния атмосферы, переноса загрязняющих веществ на большие расстояния, здоровья человека, Мирового океана, возобновляемых ресурсов суши. Для наблюдений используются около 40 сухопутных и 10 океанических базовых станций.
В Единую государственную систему экологического мониторинга (ЕГСЭМ) РФ входят следующие организации: Министерство природных ресурсов РФ, Госкомэкология РФ, Росгидромет, Роскомзем, Рослесхоз, Роскомрыболовство, Госгортехнадзор, Госсанэпиднадзор и другие. Эти организации и службы государственного, производственного и общественного экологического контроля ведут наблюдение, учет природных объектов, отбор проб воздуха, вод, почвы, пищевых и технических продуктов и материалов для определения в них содержания загрязняющих веществ.
Вопрос № 5. Основные закономерности превращения энергии в природных экосистемах
Солнце дарит Земле колоссальное количество энергии. Достигающее биосферы излучение несет энергию около 2,5 1024 Дж в год. Только около 0,3% ее непосредственно преобразуется в процессе фотосинтеза в энергию химических связей органических веществ и только 0,1% оказывается заключенной в чистой первичной продукции (ЧПП). Дальнейшая судьба этой энергии обусловлена передачей органического вещества пищи по каскадам трофических уровней гетеротрофов.
В соответствии с законом пирамиды энергий, или правилом десяти процентов Р. Линдемана (1942), с каждой ступени на последующую переходит приблизительно 10% энергии. Чем больше таких ступеней, тем меньшая доля энергии достается конечному потребителю. На каждом последующем уровне при снижении количества энергии ее качество возрастает, то есть способность совершать работу единицы биомассы животного в соответствующее число раз выше, чем такой же биомассы растений.
Пирамида энергии - пирамида, в которой представлено количество энергии, заключенной в каждом из трофических уровней экосистемы или количество проходящей через эти уровни энергии.
Участие разных групп организмов в деструкции органики имеет похожую градацию: около 90% энергии ЧПП освобождают микроорганизмы и грибы, менее 10% - беспозвоночные животные и менее 1% - позвоночные животные - конечные консументы. В соответствии с последней цифрой и сформулировано правило одного процента, согласно которому указанное соотношение является важнейшим условием стабильности биосферы. Другими словами, для биосферы в целом доля возможного конечного потребления чистой первичной продукции в энергетическом выражении не превышает одного процента. Это приблизительная оценка. Для отдельных экологических систем порог нарушения стационарного состояния эмпирически оценивается на уровне не выше 5-10% отклонения от нормального протока энергии (Реймерс, 1994).
Примером экологической пирамиды является трофическая цепь открытого моря, представленная планктоном и китами. Масса планктона рассеяна в океанической воде и, при биопродуктивности открытого моря менее 0,5 г/м2 сут-1, количество потенциальной энергии в кубическом метре океанической воды бесконечно мало в сравнении с энергией кита, масса которого может достигать нескольких сотен тонн. Как известно, китовый жир - это высококалорийный продукт, который использовали даже для освещения.
Классический пример экологической пирамиды представлен на схеме 4.
Схема 4. Экологические пиpамиды чисел, биомассы и пеpедачи энеpгии по пищевой цепи (по Ю.Одуму)
Вопрос № 6.
Источники и особенности
Источники загрязнения атмосферного воздуха в зоне аэропорта: выброс двигателями воздушных судов, выброс от наземных средств обслуживания воздушных судов, выброс при хранении и заливке топлива, испарение углеводородных топлив.
Суммарный выброс загрязняющих веществ двигателями самолетов сравнительно невелик (для города, страны), в районе аэропорта эти выбросы вносят определяющий вклад в загрязнение среды. К тому же турбореактивные двигатели (так же как дизельные) при посадке и взлете выбрасывают хорошо заметный на глаз шлейф дыма.
Значительное количество примесей в аэропорту выбрасывают и наземные передвижные средства, подъезжающие и отъезжающие автомобили. Согласно полученным оценкам, в среднем около 42 % общего расхода топлива тратится на выруливание самолета к взлетно-посадочной полосе (ВПП) перед взлетом и на заруливание с ВПП после посадки (по времени в среднем около 22 мин). При этом доля несгоревшего и выброшенного в атмосферу топлива при рулении намного больше, чем в полете. Помимо улучшения работы двигателей (распыление топлива, обогащение смеси в зоне горения, использование присадок к топливу, впрыск воды), существенного уменьшения выбросов можно добиться путем сокращения времени работы двигателей на земле и числа работающих двигателей при рулении (только за счет последнего достигается снижение выбросов в 3 - 8 раз).
В отработавших газах
содержаться токсичные
Все многообразие компонентов отработавших газов (ОГ) обычно сводится к шести группам: 1- азот, кислород, водород, водяной пар и углекислый газ СО2 (содержание последнего в атмосфере не достигает уровня, вредного для здоровья; 2- окись углерода СО; 3- окислы азота NOx (в ОГ из общего количества NОx на долю NO приходится 90% и более); 4-углеводороды СхНу – самая многочисленная группа веществ (наибольшую опасность представляют канцерогенные ПАУ, одним из характерных представителей которых является бенз(а)пирен С20Н12); 5 -альдегиды RCHO; 6-сажа, способная адсорбировать канцерогенные вещества.
Из всех приведенных составляющих лишь составляющие первой группы нетоксичны. Количественный и качественный состав отработавших газов зависит от типа двигателя, режима его работы, технического состояния, качества топлива.
Загрязнение воздушной среды в окрестности аэропорта в основном определяется выбросом загрязняющих веществ двигателями самолетов. К числу неблагоприятных факторов воздействия загрязняющих веществ, выбрасываемых двигателями воздушных судов в зоне аэропорта, относятся токсичность оксида углерода (CO) и оксидов азота (NOx), образование «смога» в результате фотохимических реакций в присутствии углеводородов и оксидов азота (NOx).

- Экология гылымы туралы малиметтер
- Экология г. Якутска
- Экология ғылым ретінде
- Экология ғылымы
- Экология ғылымының даму тарихы
- Экология ғылымының казіргі басты стратегиялық міндеті
- Экология ғылымының қазіргі жаңа бағыттары
- Экология города ХХ века
- Экология городов
- Экология городов
- Экология городских рек
- Экология городской среды
- Экология городской среды
- Экология Городской среды