Класифікація екологічних факторів

 

 

ПЛАН

 

 

1. Антропогенний вплив на біохімічний цикл азоту

• Оксиди азоту і озоновий смог
• Внесення добрив
• Евтрофікація

2. Класифікація екологічних факторів

• абіотичні фактори
• біотичні фактори
• антропогенні фактори
• Стабільні фактори
• Змінні фактори

3. Характеристика окислів сірки як забруднювачів атмосфери.

4. Використана література

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.  Антропогенний  вплив на біохімічний цикл азоту

 

Загалом, кругообіг азоту складається з хімічних реакцій у повітрі (окислення є домінуючим) і з хімічних реакцій в біосфері: в рослинах та мікроорганізмах в ґрунті (окислення або відновлення). Для росту рослинам необхідні сполуки азоту. У природі азот може бути у формах, засвоюваних рослинами (таких як нітрати або з'єднання амонію) або такими, що не засвоюються (таких як молекулярний азот або оксид азоту (N2O)). Протягом фіксації азоту або його денітрифікації відбувається обмін між обома формами.

 

Оксиди азоту і озоновий смог

На додаток до природних джерел, люди відповідальні за емісію NO / NO2 в результаті горіння при технічних процесах. Найпоширеніше — це згоряння палива в автомобільних двигунах. При згоранні викопного палива відбувається розігрів повітря, як і у випадку з розрядом блискавки. Приблизно 20 млн тонн азоту на рік зв'язується при спалюванні природного палива. За певних умов якщо середні концентрації оксидів азоту в повітрі стають занадто високими, це може призвести до озонового смогу. Крім того, оксиди азоту в атмосферних реакціях перетворюються на азотну кислоту, що вносить свій внесок у кислотні дощі та призводить до їх негативних наслідків.

 

Внесення добрив

Щоб поліпшувати умови вирощування зернових та інших сільськогосподарських культур, в ґрунт вносяться азотовмісні добрива. Недолік азоту часто стримує ріст рослин, і фермери для підвищення врожайності купують штучно зв'язаний азот у вигляді мінеральних добрив. Це можна назвати технічної фіксацією азоту, що базується, наприклад, на синтезі аміаку в процесі Габера-Боша. Технологією зв'язування азоту в промислових масштабах ми зобов'язані військовим. У Німеччині перед Першою світовою війною був розроблений спосіб отримання аміаку для потреб військової промисловості. Виробництво азотовмісних добрив дуже збільшилося за останні десятиліття. Тепер для сільського господарства кожен рік виробляється трохи більше 80 млн тонн зв'язаного азоту (зауважимо, що він вживається не тільки для вирощування харчових культур, а також для удобрення приміських галявини і садів). Подальше збільшення фракції закису азоту (звеселяючий газ) в повітрі, перш за все, наслідок вживання азотних добрив.

Головний постачальник зв'язаного азоту в природі — бактерії: завдяки їм зв'язується приблизно від 90 до 140 млн тон азоту. Найвідоміші бактерії, що зв'язують азот, знаходяться в бульбочках бобових рослин. На їх використанні заснований традиційний метод підвищення родючості ґрунту: на полі спочатку вирощують горох або інші бобові культури, потім їх заорюють в землю (cидеральне удобрення), і накопичений в їх бульбочках зв'язаний азот переходить в ґрунт. Потім поле засівають іншими культурами, які цей азот вже можуть використовувати для свого зростання. Таким чином відбувається зв'язування азоту і перенесення його в біосферу до 40 млн тон щорічно.

Підсумувавши внесок людини в кругообіг азоту, одержуємо цифру близько 140 млн тонн на рік. Приблизно стільки ж азоту зв'язується в природі природним чином. Таким чином, за порівняно короткий період часу людина стала робити істотний вплив на кругообіг азоту в природі. Тим не менше доводиться визнати, що видозміна кругообігу азоту, ще далеко не найгірша проблема з тих, з якими зіткнулося людство.

 

Евтрофікація

Кожна екосистема здатна засвоїти певну кількість азоту, і в наслідки цього в цілому сприятливі — рослини стануть рости швидше. Якщо внесено занадто багато добрив і надлишок не прийнятий рослинами, це викликає подвійну негативну дію. При насиченні екосистеми аміак і нітрати змиваються у водойми і прибережні зони. Тут вони викликають сильний ріст рослин і морських водоростей (фітопланктону), в результаті чого життя у воді може згаснути, так як вміст кисню у воді буде зменшуватися через розкладання решток відмерлих продуцентів, на їх розкладання витрачається майже весь розчинений у воді кисень. Евтрофікація озер — мабуть, найнеприємніша екологічна проблема, пов'язана з азотом. Крім того, денітрифікація збільшується і виробляється більше закису азоту. Це збільшує парниковий ефект, а закис азоту, що досягає стратосфери, перетворюється в інші оксиди азоту, що сприяють виснаженню озонового шару.

 

2.  Класифікація екологічних факторів

 

Екологічні фактори можуть бути об'єднані за природою їхнього походження або залежно від їхньої динаміки та дії на організм. За характером походження розрізняють:

— абіотичні фактори, котрі зумовлюються дією неживої природи і поділяються на кліматичні (температура, світло, сонячна радіація, вода, вітер, кислотність, солоність, вогонь, опади тощо), орографічні (рельєф, нахил схилу, експозиція) та геологічні.

— біотичні — дія одних організмів на інші, включаючи всі взаємовідносини між ними.

— антропогенні фактори вплив на живу природу життєдіяльності людини.

Коротко розглянемо групи факторів, об'єднаних характером походження.

Абіотичні. Серед них особливо виділяється група кліматичних факторів. Дія багатьох абіотичних факторів, включаючи рельєф, вітер, тип ґрунту тощо виявляється опосередковано — через температуру і вологість. Внаслідок цього на невеликій ділянці земної поверхні кліматичні умови можуть суттєво відрізнятися від середніх для даного регіону в цілому. Температура і кількість опадів (дощу або снігу) визначають розташування на земній поверхні основних природних зон. Різноманітність природних комплексів часто визначається особливостями ґрунтів, від яких залежить надходження вологи. Один і той же фактор щодо різних організмів може відігравати різноманітну роль і завдяки цьому переміщуватися у класифікації з однією групи в іншу. Яскравим прикладом цього явища може бути світло. Для рослин воно є джерелом енергії при фотосинтезі, для багатьох наземних тварин світло може бути основним фактором. Для ґрунтових організмів або мешканців печер, як і для організмів, що живуть у глибинах морів, цей фактор не має значення, оскільки протягом всього життя ці організми не зустрічаються з його дією.

Екологічні фактори діють на організм різними шляхами. У найпростішому випадку має місце прямий вплив. Так, сонячне проміння освітлює ящірку, яка лежить нерухомо, і тіло її нагрівається. З іншого боку, дуже часто екологічні фактори впливають на організм опосередковано, через безліч проміжних ланок. Наприклад, поєднання високої температури повітря з низькою вологістю і відсутністю дощів призводить до посухи, іноді це набуває катастрофічного характеру (вигоряє рослинність, травоїдні мігрують або гинуть).

Біотичні фактори. Це форми впливу живих організмів один на одного. Основною формою такого впливу в більшості випадків є харчові зв'язки, на базі яких формуються складні ланцюги і ланки харчування. Крім харчових зв'язків, в угрупованнях рослинних і тваринних організмів виникають просторові зв'язки. Все це є підставою для формування біотичних комплексів. Виділяють різні форми біотичних відносин, які можуть бути найрізноманітнішими — від дуже сприятливих до різко негативних.

Між представниками різних видів організмів, що населяють екосистему, крім нейтральних, можуть існувати такі види зв'язків:

конкуренція — боротьба між представниками різних видів за їжу, повітря, воду, світло, життєвий простір; боротьба тим жорстокіша, чим більш споріднені й близькі за вимогами до умов середовища види організмів, що конкурують;

мутуалізм — представники двох видів організмів своєю життєдіяльністю сприяють один одному, наприклад комахи, збираючи нектар, запилюють квіти; мурашки, опікаючи попелиць, живляться їхніми солодкими виділеннями;

коменсалізм — коли від співжиття представників двох видів виграє один вид, не завдаючи шкоди іншому, наприклад, рибка-прилипайко знаходить захист і живиться біля акул (мутуалізм і коменсалізм називають ще симбіозом);

паразитизм — одні істоти живляться за рахунок споживання живої тканини господарів, наприклад, кліщі, блощиці, воші, глисти, омела, деякі гриби тощо;

хижацтво — одні організми вбивають інших і живлять-

алелопатія — одні організми виділяють речовини, шкідливі для інших, наприклад, фітонциди, що виділяються деякими вищими рослинами, пригнічують життєдіяльність мікроорганізмів; токсини, що виділяються під час "цвітіння" води у водоймищах, отруйні для риби та інших тварин.

Антропогенні фактори зумовлені діяльністю людини, вплив її на природу може бути як свідомим, так і стихійним, випадковим. Користуючись знанням законів розвитку природи, людина свідомо виводить нові високопродуктивні сорти рослин, породи тварин, усуває шкідливі види, творить нові природні комплекси. Процес взаємодії людини з природою почався з моменту появи людини на Землі і весь час зростає.

У 1958 р. A.C. Мончадський запропонував класифікацію факторів за характером їхньої дії.

Стабільні фактори — ті, що не змінюються протягом тривалого часу (земне тяжіння, сонячна стала, склад атмосфери та інші). Вони зумовлюють загальні пристосувальні властивості організмів, визначають належність їх до мешканців певного середовища планети Земля.

Змінні фактори, які, у свою чергу, поділяються на закономірно змінні та випадково змінні. До закономірно змінних належить періодичність добових і сезонних змін. Ці фактори зумовлюють певну циклічність у житті організмів (міграції, сплячку, добову активність та інші періодичні явища і життєві ритми). Випадково змінні фактори об'єднують біотичні, абіотичні та антропогенні фактори, дія яких повторюється без певної періодичності (коливання температури, дощ, вітер, град, епідемії, вплив хижаків та інші).

До середини XX століття людина, за визначенням В.І. Вернадського, стала найбільш могутньою геологічною силою на нашій планеті. Різко зріс вплив людської діяльності на довкілля, що призвело до порушення природних зв'язків. Так, внаслідок вирубування лісів, пустелі різко пришвидшили свій наступ на зелені зони. Діяльність людини змінює умови навколишнього середовища, а середовище, в свою чергу впливає на життя, здоров'я та життєдіяльність як окремої людини, так і людської популяції загалом.

 

3.  Характеристика окислів сірки як забруднювачів атмосфери.

 

Всі види забруднювачів повітря в обсязі 80% є результатом енергійних процесів в їх широкому розумінні – видобутку, переробки й використання енергоносіїв. Понад 90% світової потреби в первинній енергії задовольняється зараз за рахунок нафти, вугілля й газу. Частина атомної енергії в енергобалансі становить поки що 1,5%, хоча перспективи у неї великі. Світовий видобуток палива швидко зростає. Якщо в 1970 році він становив 7 млрд. т умовного палива на рік, то до 1980 р. передбачається досягти 11 млрд. т. Продукти згоряння палива з вмістом сірки, що викидаються до атмосфери в безперервно зростаючих кількостях у результаті використання його для опалення житлових приміщень і промислових споруд, для енергетичних, транспортних та інших цілей, є одним з основних, якщо не головним джерелом забруднення повітря. Вже в 1970 р. з продуктами згоряння викидалося в усьому світі близько 100 млн. т твердих речовин, близько 150 млн. т сірчистого ангідриду, 300 млн. т окису вуглецю та понад 50 млн. т окислів азоту. Як свідчить статистика, близько 80% світової електроенергії припадає на долю теплоелектроцентралей (ТЕЦ), ккд яких не перевищує 40–42%. В димових газах котельних установок містяться такі токсичні речовини: при спалюванні вугілля тверді частинки (пил, зола, вуглекислота), окисли сірки та азоту, окис вуглецю; при спалюванні газу–окисли азоту, окис вуглецю, вуглеводні й альдегіди.

Основна питома вага у викидах ТЕЦ припадає на золу та окисли сірки (99– 98% S02і 1–2% S03). З'єднуючись з водяними парами атмосфери, триокис сірки дає початок сірчаній кислоті, суспензії якої надзвичайно небезпечні. На окислення S02 і перетворення його в S03 каталітичне діють суспензії металів у повітрі: заліза, цинку, марганцю та ін. Тому особливо небезпечним є виділення сполук сірки в районі металургійних заводів. Забруднення атмосфери сполуками сірки, посилене переміщенням останніх на далекі відстані повітряними течіями, перестало бути місцевим явищем й охоплює величезні території. Впливаючи одночасно з запиленістю, воно є у більшості країн головним видом не лише теплоенергетичного, а й промислового забруднення в цілому. Обслідування, проведені в США, показали, що навіть при дуже високій насиченості міста автотранспортом 35–60% всіх забруднень дає спалювання палива в котельнях. Сумарні викиди від електростанцій та місцевих систем опалення встановили тут у 1965 р. 22,5 мли. т, у 1968 р.–32 млн. т і в 1972 році–понад 40 млн. т. Із загальної кількості S02, що надійшов до атмосфери, 60% утворилося в результаті спалювання кам'яного вугілля, 20,7% припадає на нафтопродукти, решта–викиди промислових підприємств. На сучасному етапі розвитку техніки ще не розроблений економічно ефективний метод очищення продуктів згоряння від сполук сірки, однак цілком можливо очищати від сірки саме паливо, а також і відповідно його підбирати. Немає перешкод для очищення від сірки газоподібного палива. Технічно можна очищати й рідке паливо, але не завжди це економічно виправдано. Складніше видаляти сірку з твердого палива. Тенденція, що намітилася, зокрема, в Англії стосовно перерозподілу різних видів палива, дозволила зменшити кількість викидів твердих фракцій на 50%. Однак кількість SO2, що почав надходити у повітря, зросла при цьому на 56%. Аналогічне становище характерне й для інших країн. Захист атмосфери від сірчистого ангідриду вирішується нині розсіюванням його в димових трубах ТЕЦ висотою 180–320 м, вартість яких принаймні в 10 разів менша від вартості сіркоочисних споруд. І все ж подібний метод не рятує повітряний басейн від забруднень. Радикальним засобом уявляється використання обезсірченого природного газу.

 

 

 

 

4. Використана література

 

1. Білявський Г. О., Падун М. М., Фурдуй Р. С. Основи загальної екології. — К.: Либідь. 1995
2. Злобін Ю.А. Основи екології.- К.: Лібра, 1998
3. Корсак К.В., Плахотнік О.В. Основи екології, - К.: МАУП, 2000.
4. Кучерявий В.П. Екологія, - Львів: Світ.