Заходи боротьби з забрудненням атмосфери 2 страница

Науковій громадськості широко відомі також чотири закони екології американського вченого Б. Коммонера:

1) все пов'язане з усім;

2) все мусить кудись діватися;

3) природа «знає» краще;

4) ніщо не минається даремно (за все треба платити).

Список рекомендованої літератури

1. Білявський Г.О., Бутченко Л.І., Навроцький В.М. Основи екології: теорія і практика. Навчальний посібник. - К.: Лібра. 2002.

2. Заверуха Н.М., Серебряков В.В., Скиба Ю.А. Основи екології: Навч. посібн. – К.: Каравела, 2006.

Тема 1.3. Структура природного середовища

План

1. Екологічне значення геосфер (атмосфери, гідросфери, літосфери).

2. Становлення біосфери та її характеристика.

3. Ресурси біосфери та їх класифікація.

Природне середовище -_____________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Структура природного середовища:

1.______________________________

2.______________________________

3.______________________________

4.______________________________

Атмосфера – це зовнішня газова оболонка Землі, що сягає від її поверхні в космічний простір приблизно на 3000км.

Газовий склад повітря:

·.............. – 78,1%;

·.............. – 20,85%;

· аргон – 0,93%;

· вуглекислий газ – 0,033%;

· малі домішки (неон, гелій, озон, гідроген, метан тощо – 0,087%);

· водяна пара – 0,01-4%.

Будова атмосфери:

· тропосфера – до висоти 18 км,

· стратосфера – до 50 км,

· мезосфера – до 80 км,

· термосфера – до 1000 км,

· екзосфера – до 1900 км,

· геокорона – до 20000 км (умовно).

Функції атмосфери:

· вона пропускає тільки частку сонячної радіації ® це функція _________________________________________________________;

· утримує тепло в приземних шарах ® це функція _______________;

· через атмосферу не проникає згубне для всього живого ультрафіолетове випромінювання завдяки озоновому екрану та не так часто падають на поверхню Землі метеорити, тому що згорають в середніх шарах атмосфери ® це функція __________________________;

· вона є депо газів, які беруть участь у фотосинтезі й забезпечують дихання.

Гідросфера - це водяна оболонка Землі, сукупність океанів, морів, вод континентів, льодовиків.

До гідросфери належать:

· води Світового океану (93,6%),

· підземні води (4%),

· льодовики (2%),

· води річок, озер та боліт (0,4%).

Функції води:

· вода – це основна складова частина всіх живих організмів;

· з участю води здійснюються численні процеси в екосистемах (наприклад, обмін речовин, тепла);

· води Світового океану – основний кліматоутворюючий фактор;

· вода – один із найважливіших видів мінеральної сировини, основний природний ресурс, що споживається людством.

Літосфера – це зовнішня тверда оболонка Землі, що охоплює всю земну кору й частину верхньої мантії; складається з осадових, вивержених і метаморфічних порід.

Функції літосфери:

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Біосфера – це область існування живих організмів на Землі.

Основні типи речовини біосфери (за В.Вернадським):

· жива речовина (......................................................................................),

· біогенна речовина – продукт життєдіяльності організмів (................................................................................................................),

· нежива (косна) речовина (....................................................................),

· біокосна речовина – продукт взаємодії живої та косної речовин (................................................................................................................),

· радіоактивна речовина,

· космічна речовина.

Структура біосфери:

· аеробіосфера – населена аеробіонтами

(.....................................................................................................................);

· гідробіосфера – населена гідробіонтами

(.....................................................................................................................);

· геобіосфера – населена геобіонтами

(.....................................................................................................................).

Основні властивості живої речовини:

· високоорганізована внутрішня структура (.........................................

.....................................................................................................................);

· здатність уловлювати із зовнішнього середовища й трансформувати речовини та енергію, забезпечуючи ними процеси своєї життєдіяльності;

· здатність підтримувати сталість власного внутрішнього середовища (гомеостаз), незважаючи на коливання умов середовища зовнішнього, якщо ці коливання сумісні з життям;

· ____________________________________________________________________________________________________________________

Склад біосфери:

1. __________________________________________________________

2. __________________________________________________________

3. __________________________________________________________

Біосферні зв’язки: харчові, __________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________

Таблиця 1.6.

Походження та еволюція біосфери

Етапи	Основні ознаки
Перша фаза	Формування ранньої земної кори, атмосфери та гідросфери. Виникнення геологічного кругообігу речовин
Друга фаза	Перед біологічна (хімічна) еволюція: · гіпотеза абіогенного синтезу (О.І.Опарін, Холдейн); · гіпотеза панспермії („живе лише з живого”)
Третя фаза	Давня біосфера. Еволюція прокаріотичного світу. Виникнення біологічного кругообігу речовин. Формування кисневої атмосфери.
Четверта фаза	Виникнення еукаріот. Заселення суші. Сучасна біорізноманітність органічного світу.

Кругообіги речовин

Закономірний процес багаторазової участі хімічних елементів та речовин в явищах, що протікають в атмосфері, гідросфері та літосфері називають кругообігами речовин.

Характеризуючи кругообіги окремих речовин та хімічних елементів в природі, необхідно визначити:

· основне депо (місце найбільшого утримання) цих речовин та елементів,

· основні шляхи їх трансформації, переміщення та повернення до депо,

· баланс (співвідношення між вилученням з депо та поверненням до нього).

Кругообіг вуглецю (карбону). Основним депо вуглецю в глобальному кругообігу є гідросфера та літосфера (вапняки, викопне паливо тощо). В атмосфері його частка, в порівнянні з названими геологічними оболонками Землі, невелика. Але для зелених фото синтезуючих рослин вуглець доступний тільки в газоподібному стані у вигляді СО₂ (в атмосфері чи розчинений у воді).

Вуглець у вигляді синтезованих органічних сполук проходить трофічними ланцюгами від продуцентів через консументи, або минаючи їх, до редуцентів. На кожній ланці ланцюга в результаті дихання живих організмів вивільнюється СО₂, який потрапляє до континентального чи/та океанічного циклу глобального кругообігу. Мертва органічна речовина розкладається редуцентами, що теж супроводжується виділенням СО₂.

Людина в результаті своєї господарської діяльності щорічно теж додає велику кількість вуглецю до атмосфери, видобуваючи та спалюючи викопне паливо (вугілля, торф, нафта, природний газ, горючі сланці тощо).

Знищення лісів, сприяє вивільненню вуглецю, що накопився в деревині, особливо, якщо вона тут же спалюється.

Намалюйте схему кругообігу вуглецю (карбону)

Визначте для карбону:

депо _____________________________________________________

баланс ___________________________________________________

Кругообіг води. Основним депо води в природі є гідросфера. Крім того, що вона представлена в великій кількості в у вигляді рідини і створює окрему геологічну оболонку Землі, вода є складовою частиною ще літосфери та атмосфери, де перебуває в твердому (лід) та газоподібному (водяна пара) агрегатному стані. Легкий перехід води з одного агрегатного стану в інший в глобальних масштабах зумовлює обмінні процеси та зв’язок між оболонками планети.

Починати розглядати кругообіг води слід з процесу випаровування. Водяна пара, що випаровується з поверхні світового океану, конденсується в атмосфері, що за певних умов призводить до опадів. Через нерівномірний прогрів поверхні Землі, повітряні течії, що виникають, переносять вологу та сприяють нерівномірному розподілу опадів в різні пори року. В сучасний період загальна сума опадів, що отримує уся поверхня земної кулі, приблизно дорівнює кількості випареної води, що складає 519 тис. км³. Цикл замикається, коли вода, що випарилася з поверхні океанів повертається у вигляді опадів до них же. Такий цикл називають малим кругообігом води.

Великий кругообіг води в природі включає її циркуляцію і над суходолом. Світовий океан втрачає через випаровування більше води, ніж отримує її з опадами. Це означає, що значна частка опадів, які підтримують екосистеми суходолу, є водою з основного депо.

Опади над суходолом формують поверхневий стік, частина їх інфільтрується у ґрунти і формує підземний стік, а ще частина – може перехоплюватися кронами дерев.

Завдяки поверхневому та підземному стокам існують струмки, річки, озера, та інші наземні водно-болотні угіддя.

Важлива роль у процесах випаровування води на суходолі належить живим організмам. При диханні та просто з поверхні тіла більшість тварини виділяють велику кількість вологи.

Випаровуванню ґрунтової води сприяють рослини завдяки своїм надземним органам, насамперед листкам, через які відбувається транспірації. Вода приносить рослинам розчинені поживні мінеральні речовини. Вона необхідна для фотосинтезу, в процесі якого водень йде на побудову вуглеводнів, а кисень виділяється у вільному стані.

Намалюйте схему кругообігу води, яка здійснюється живими організмами.

Визначте для води:

депо _____________________________________________________

балан с____________________________________________________

Таким чином, вода великими та малими водостоками повертається до Світового океану.

Баланс води в основному депо позитивний. З кожним роком її надходить більше, ніж випаровується. Завдяки глобальному потеплінню льодовики та снігові шапки високих гір зменшуються за площею, віддаючи воду до поверхневого стоку.

Кругообіг азоту (нітрогену). Азот має важливе значення в житті живих організмів. Будь-який білок як хімічна органічна сполука включає в себе азот. Тому його синтез неможливий у відсутність азоту.

Основним депо азоту в природі є атмосфера, де він складає за об’ємом 78,084%, а за масою 75,5%. Атмосферний азот (N₂) в більшості випадків недоступний живим організмам, але в результаті фотохімічних (під дією ультрафіолетового випромінювання) та електрохімічних (блискавки) процесів в атмосфері утворюються азотисті сполуки, що разом з опадами потрапляють до ґрунту. Такі атмосферні процеси в сукупності називають атмосферною фіксацією азоту.

Крім атмосферної існує ще й біологічна фіксація азоту (біофіксація). Вона властива прокаріотам, без’ядерним, найбільш примітивним мікроорганізмам. Серед них ми знаходимо вільноживучі бактерії (Azotobacter, Clostridium), симбіотичні бульбочкові бактерії бобових рослин (Rhizobium) та ін. Азот, який потрапив до ґрунту в формі радикалу нітрату стає доступним для зелених фотосинтизуючих рослин. В подальшому цей азот проходить трофічними ланцюгами. В результаті білкового обміну тварини виділяють аміак, сечову кислоту та/або сечовину. Ці продукти білкового обміну, як і загиблі та мертві тварини, а також рослинні опади потрапляють до ґрунту, а саме у підстилку, де перетворюються у гумус. Завдяки процесам гуміфікації та мінералізації, азот стає знову доступним для зелених рослин. Розклад мікроорганізмами (бактерії, гриби) речовин гумусу, які вміщують азот, носить назву амоніфікації. В результаті разом з іншими речовинами в ґрунті утворюється NH₃. Аміак та амонійні солі завдяки бактеріям перетворюються в нітрити та нітрати, які легко засвоюються рослинами. Цей процес називають нітрифікацією. Поряд з нітрифікацією в ґрунті відбуваються також процеси відновлення нітратів та нітритів до аміаку та вільного азоту, що відомо під назвою денитрифікації. Таким чином в ході денитрифікації з ґрунту виділяється газоподібний азот, який потрапляє в атмосферу. Біотичний цикл азоту замикається цим процесом.

Намалюйте схему кругообігу азоту

Визначте для азоту:

депо _____________________________________________________

баланс ____________________________________________________

Кругообіг фосфору. Фосфор є необхідним елементом органічних сполук, без яких жодний живий організм не може існувати. Він входить до складу АТФ, АДФ та АМФ – речовин, перетворення яких забезпечує усі енергетичні процеси в клітинах. Однак, при цьому, фосфор є одним з досить рідкісних елементів відносно його доступності на поверхні Землі та доступних кількостей.

За структурою кругообіг фосфору в природі дещо простіший, ніж азоту, але він принципово відрізняється від попередніх схем кругообігу речовин. По-перше, його не можна назвати кругообігом. Хоч цей елемент багаторазово використовується живими організмами, в глобальних масштабах цикл залишається незамкненим (фосфор не повертається в основне депо). Друга особливість – це те, що депо фосфору знаходиться в літосфері.

Гірські породи та інші поклади літосфери, що утворилися в минулі геологічні епохи, поступово піддаються дії ерозії, звільнюючи фосфати, які потрапляють до екосистем. Але більша частка їх потрапляє до моря, де вони відкладаються на мілководдях або захоронюються на великих глибинах.

Незамкнений кругообіг фосфору складається з ланцюга окремих невеликих циклів. Принаймні можна виділити три таких циклів: на суходолі, в водоймах та прибережний, що охоплює берег та море. На суходолі фосфор проходить такий цикл: фосфати ґрунту – рослини – тварини – послід – мікроорганізми – фосфати ґрунту. Велика кількість фосфору вимивається з ґрунту у водойми.

В морських та прісних водоймах розчинені у воді сполуки фосфору поглинаються фітопланктоном та водяними рослинами. Далі фосфор переходить до зоопланктону та рослиноїдних тварин. Повертається він у воду з виділеннями тварин та через детрит (тільки на мілководдях). Частина фосфору захоронюється на дні водойм.

В прибережних регіонах фосфор переноситься з суходолу до моря, а потім з моря вилучається та потрапляє на береги. Виконують цю функцію численні морські птахи (баклани, різні види мартинів та крячків, кайри та ін.), що гніздяться на узбережжі, утворюючи численні колонії (пташині базари), а живляться в основному рибою. Їх послід, крім азоту вміщує велику кількість фосфору. Послід змивається у воду. Таким чином, поблизу колоній птахів створюються сприятливі умови для розвитку морської біоти.

Намалюйте схему кругообігу фосфору

Визначте для фосфору:

депо _____________________________________________________

баланс ____________________________________________________

Ноосфера - це новий стан біосфери, при якому розумова діяльність людини стає тим фактором, який визначає її розвиток.

Рис 1.6. Природні ресурси Землі

Список рекомендованої літератури

1. Білявський Г.О., Бутченко Л.І., Навроцький В.М. Основи екології: теорія і практика. Навчальний посібник. - К.: Лібра. 2002.

2. Заверуха Н.М., Серебряков В.В., Скиба Ю.А. Основи екології: Навч. посібн. – К.: Каравела, 2006.

3. Кучерявий В.П. Екологія. – Львів: Світ, 2000.

4. Мусієнко М.М., Серебряков В.В., Брайон О.В. екологія. Охорона природи: Словник довідник. - К: Т-во «Знання», КОО, 2002.

5. Сафранов Т.А. Екологічні основи природокористування: Навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів. – Львів: „Новий Світ- 2000”, 2003. – 248 с.

Семінар на тему «Теоретичні аспекти екології»

1. Значення та будова геосфер: атмосфери, гідросфери, літосфери.

2. Загальна характеристика біосфери.

3. Геохімічні колообігі в біосфері: колообігі карбону, фосфору, нітрогену.

4. Походження та еволюція біосфери.

5. Природні ресурси Землі

Нотатки __________________________________________________
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________

___________________________________________________________

___________________________________________________________

Розділ 2. Прикладні аспекти екології (антропогенна деградація біосфери)

Тема 2.1. Розвиток продуктивних сил та антропогенний вплив на довкілля

План

1. Демографічні проблеми і можливості біосфери.

2. Зростання масштабів виробництва та його вплив на довкілля.

3. Основні джерела антропогенного забруднення. Види забруднення.

4. Забруднювачі довкілля та їх вплив на здоров’я людини.

5. Урбанізація та її негативні наслідки.

Швидке зростання населення Землі отримало назву демографічного вибуху (Табл.2.1.)

Таблиця 2.1

Зростання чисельності населення Землі

Кількість населення	Рік	Термін приросту 1 млрд. населення
І млрд.		3 000 000 років
2 млрд.		130 років
3 млрд.		30 років
4 млрд.		15 років
5 млрд.		12 років
6 млрд.		13 років
7 млрд.		11 років

Водночас з демографічним вибухом відбулася й науково-технічна революція. Себто, першопричинами екологічних проблем були демографічний вибух та одночасна науково-технічна революція.

Таким чином, стрімкий ріст населення земної кулі загострює протиріччя між виробництвом і споживанням, що пояснюється простою логічною схемою:

збільшення чисельності населення 4 ___________________________

4­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­_ __________________________________________________________

4 __________________________________________________________

4 глобальна екологічна криза

Основні джерела антропогенного забруднення:

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Забруднення та їх класифікація

Забруднення - привнесення в навколишнє середовище або виникнення в ньому нових, зазвичай не характерних фізичних чинників, хімічних і біологічних речовин, які шкодять природним екосистемам та людині.

Різні типи забруднення можна розділити на три основних: фізичне, хімічне і біологічне (табл.2.2.)

Таблиця 2.2

Основні типи забруднення навколишнього середовища

		Забруднення
		¯
фізичне		хімічне		біологічне
теплове		аерозолі		біотичне (біогенне)
шумове		хімічні речовини		мікробіологічне
електромагнітне		важкі метали		генна інженерія
світлове		пестициди
радіоактивне		пластмаси
		СПАР(синтетичні поверхнево активні речовини)

Фізичне забруднення пов’язане зі змінами фізичних, температурно-енергетичних, хвильових і радіаційних параметрів зовнішнього середовища.

Джерела фізичного забруднення:

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Хімічне забруднення - збільшення кількості хімічних компонентів певного середовища, а також проникнення (введення) в нього хімічних речовин, не притаманних йому або в концентраціях, котрі перевищують норму.

Джерела хімічного забруднення:

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Біологічне забруднення - випадкове або пов’язане з діяльністю людини проникнення в екосистеми не притаманних їм рослин, тварин і мікроорганізмів (бактеріологічне); часто виявляє негативний вплив при масовому розмноженні прийшлих видів.

Джерела біологічного забруднення:

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Забруднювач - будь-який фізичний чинник, хімічна речовина або біологічний вид (головним чином мікроорганізми), який потрапляє в оточуюче середовище або виникає в ньому в кількості, більшій за звичайну, і викликає забруднення середовища.

Таблиця 2.3

Основні забруднювачі біосфери та їх вплив на здоров`я людини

Забруднювач	Вплив на здоров`я людини (в значних концентраціях)
Оксид карбону (СО)	Досить агресивний газ, сполучається з гемоглобіном крові, утворює карбоксигемоглобін, що може призвести до (в залежності від концентрації): погіршення гостроти зору та здатності оцінювати тривалість інтервалів часу; змін в діяльності серця та легень; головного болю, сонливості, порушення дихання і, навіть, смерті
Оксиди сульфуру	Подразнюють слизові оболонки очей та ротової порожнини, а також викликають респіраторні симптоми: утруднене дихання, кашель з виділенням мокротиння, задишку; хронічну обструктивну легеневу недостатність, смертність від респіраторних та серцево-судинних хвороб.
Оксиди нітрогену	Викликають хронічну обструктивну легеневу недостатність, посилення респіраторних симптомів: кашель, головний біль; блювоту
Вуглеводні (бензин, метан, пентан, гексан)	Мають наркотичну дію, викликають головний біль, запаморочення
Формальдегід	Викликає подразнення очей, носа і горла, нудоту, рак носової порожнини
Свинець	Викликає головні болі, анемію, нервові розлади, пологові дефекти, затримку розвитку, дебілізм
Ртуть	Викликає ураження центральної та вегетативної нервової системи, печінки, нирок, органів травлення
Кадмій	Викликає ушкодження нирок, анемію, хворобу легенів, високий кров’яний тиск; можливі також онкологічні захворювання, ушкодження плоду
Пестициди	Викликають рак, ушкодження печінки, ембріонів
Нітрати	Викликають утруднення дихання і підвищення дитячої смертності, при хімічних перетвореннях породжують канцерогенні сполуки
Радіонукліди	Призводять до онкологічних захворювань, генетичних мутацій
Тверді завислі частки	Викликають бронхіти, ослаблюють легеневу функцію, вірогідне скорочення середньої тривалості життя

Заповніть таблицю 2.4.

Таблиця 2.4

Роль галузей господарства в виникненні екологічних проблем

Джерела забруднення	Види забруднення	Забруднювачі
Теплові електростанції	хімічне забруднення, теплове забруднення .......................................	Оксиди карбону, оксиди нітрогену, оксиди сульфуру,.......................................
Металургійні підприємства	........................................ ........................................ ........................................	.............................................. .............................................. ..............................................
Хімічна промисловість	........................................ ........................................ ........................................	.............................................. .............................................. ..............................................
Транспорт	........................................ ........................................ ........................................	.............................................. .............................................. ..............................................
Целюлозно-паперова промисловість	......................................... ......................................... .........................................	.............................................. .............................................. ..............................................
Електронна промисловість	......................................... ......................................... .........................................	.............................................. .............................................. ..............................................
Сільське господарство	......................................... ......................................... .........................................	.............................................. .............................................. ..............................................

Урбанізація та її негативні наслідки

Дата добавления: 2015-05-24