Контрольная работа по "Экологии"

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Уральский государственный  университет путей сообщения

 

 

 

 

 

                                Кафедра «Техносферная безопасность»

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

 

По дисциплине: Экология

Вариант №1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проверил 

Преподаватель

Борисова Г.М.

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил

Студент гр. СТГу-211

№ зач.кн.11 Стг/у-867

Агапова Е.Н.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Екатеринбург 2013

 

Содержание

 

1. Определение, история, предмет и задачи экологии………………………..3
2. Виды антропогенных воздействий на природу.

Воздействие железнодорожного транспорта на окружающую среду……………………………………………………………………………5

1. Воздействие железнодорожного транспорта на окружающую среду…………………………………………………………………...9
1. Источники загрязнения атмосферного воздуха…………………..10
2. Источники и виды загрязнений природной среды железнодорожным транспортом…………………………………..10
3. Пути использования бытовых отходов……………………………………...11
4. Список литературы и интернет ресурсов……………………………………18

 

1. Определение, история, предмет и задачи экологии.

 

 Экология (от греч. óikos — «жилище», «местопребывание», «убежище» и logos — «наука») — это наука, изучающая организацию и функционирование организмов и надорганизменных систем различных уровней (популяций, биоценозов, экосистем и биосферы в целом). Экологию также определяют как науку о взаимоотношениях организмов между собой и с окружающей средой.

Экология тесно связана с  теорией эволюции. Благодаря естественному  отбору в процессе исторического  развития органического мира оставались лишь те виды, популяции и биоценозы, которые в борьбе за существование  выживали и приспосабливались к  изменяющейся окружающей среде. Экология также связана с такими биологическими дисциплинами, как ботаника (экология растений), зоология (экология животных), генетика, этология (наука о поведении  животных), физиология и др.

Вместе с тем, понятие «экология» в настоящее время трактуется более широко. Оно охватывает все  стороны жизни человека, его физический и духовный мир: иными словами, это  уже не просто наука, а мировоззрение. В последние годы крайне усиливается  социальный аспект в определении  экологии, и её трактуют как совокупность научных и практических проблем  взаимодействия человека и природной  среды.

Рис. 1. Эрнст Геккель (1834 — 1919)

Термин «экология» предложен немецким естествоиспытателем Эрнстом Геккелем в работах «Всеобщая морфология организмов» (1866 г.) и «Естественная история миротворения» (1868 г.) для обозначения «общей науки об отношениях организмов к окружающей среде».

Предыстория экологии как науки  восходит к трудам многих естествоиспытателей XVIII — XIX вв. (К. Линней, Ж.Б. Ламарк, Ж. Бюффон, Э.Ж. Сент-Илер, А. Гумбольдт, Ч. Дарвин, К.Ф. Рулье, Н.А Северцов и многие другие), которые полагали, что не только строение и развитие организмов, но и их взаимоотношения со средой обитания подчинены определённым закономерностям.

Все разделы биологии изучают жизнь  на молекулярном, клеточном или организменном  уровнях, так как индивидуум является самой крупной единицей исследования. Однако имеются и более сложные формы организации живого. Группы сходных индивидуумов одного вида объединяются в популяции, популяции различных видов растений и животных объединяются в сообщества, которые в свою очередь образуют с неживой природой биогеоценозы (экосистемы) и в целом биосферу нашей планеты. Следовательно, современная экология изучает жизнь, интегрированную в биологические системы более высокого ранга, чем организм. Этим экология отличается от других областей биологии, которые она обогащает, но ни в коем случае не растворяется в них и не исчезает как самостоятельная наука.

Экология исследует три основных уровня организации живой материи: отдельные особи, популяции и  сообщества. В зависимости от изучаемого уровня меняются и задачи экологии. 
 

Предметом исследования экологии являются биологические макросистемы: популяции, сообщества, экосистемы и  их динамика во времени и пространстве.

 

Основные задачи экологии: изучение динамики популяций и экосистем во времени и пространстве. Главная теоретическая и практическая задача экологии заключается в том, чтобы управлять ими в условиях всё возрастающего влияния человека на окружающую среду. Экология изучает принципы и законы, определяющие временные и пространственные типы объединения организмов, потоки вещества и энергии через отдельные трофические уровни, закономерности функционирования экосистем и биосферы в целом.

 

2. Виды антропогенных  воздействий на природу. Воздействие  железнодорожного транспорта на  окружающую среду.

 

Под антропогенными воздействиями  понимают деятельность, связанную с  реализацией экономических, военных, рекреационных, культурных и других интересов человека, вносящую физические, химические, биологические и другие изменения в окружающую природную  среду.

Известный эколог Б. Коммонер выделял пять, по его мнению, основных видов вмешательства человека в  экологические процессы:

— упрощение экосистемы и разрыв биологических циклов;

— концентрация рассеянной энергии в виде теплового загрязнения;

— рост числа ядовитых отходов  от химических производств;

— введение в экосистему новых видов;

— появление генетических изменений в организмах растений и животных.

 

Подавляющая часть антропогенных  воздействий носит целенаправленный характер, т. е. осуществляется человеком  сознательно во имя достижения конкретных целей. Существуют и антропогенные  воздействия стихийные, непроизвольные, имеющие характер последействия.

Нарушения основных систем жизнеобеспечения биосферы связаны  в первую очередь с целенаправленными  антропогенными воздействиями (рис.2). По своей природе, глубине и площади  распространения, времени действия и характеру приложения они могут  быть различными.

 

Анализ экологических  последствий антропогенных воздействий  позволяет разделить все их виды на положительные и отрицательные (негативные).

К положительным воздействиям человека на биосферу можно отнести воспроизводство природных ресурсов, восстановление запасов подземных вод, полезащитное лесоразведение, рекультивацию земель на месте разработок полезных ископаемых и некоторые другие мероприятия.

Отрицательное (негативное) воздействие человека на биосферу проявляется в самых разнообразных и масштабных акциях: вырубке леса на больших площадях, истощении запасов пресных подземных вод, засолении и опустынивании земель, резком сокращении численности, а также исчезновении видов животных и растений, и т. д.

Главнейшим и наиболее распространенным видом отрицательного воздействия человека на биосферу является загрязнение. Большинство острейших  экологических ситуаций в мире, и  в частности в России, так или  иначе связаны с загрязнением окружающей среды (Чернобыль, кислотные дожди, опасные отходы и т. д.).

На ранних стадиях цивилизации  вырубка и выжигание лесов  для земледелия, выпас скота, промысел и охота на диких животных, войны  опустошали целые регионы, приводили  к разрушению растительных сообществ, истреблению отдельных видов  животных. По мере развития цивилизации, особенно бурного после промышленной революции конца средних веков, человечество овладевало все большей мощью, все большей способностью вовлекать и использовать для удовлетворения своих растущих потребностей огромные массы вещества - как органического, живого, так и минерального, косного.

Рис 2. Классификация  целенаправленных антропогенных воздействий  на биосферу.

 

Строительство и эксплуатация промышленных предприятий, добыча полезных ископаемых привели к серьезным  нарушениям природных ландшафтов, загрязнению  почвы, воды, воздуха различными отходами.

Настоящие сдвиги в биосферных процессах начались в XX в. в результате очередной промышленной революции. Бурное развитие энергетики, машиностроения, химии, транспорта привело к тому, что человеческая деятельность стала  сравнима по масштабам с естественными  энергетическими и материальными  процессами, происходящими в биосфере. Интенсивность потребления человечеством  энергии и материальных ресурсов растет пропорционально численности  населения и даже опережает его  прирост.

Предупреждая о возможных  последствиях расширяющегося вторжения  человека в природу, еще полвека  назад академик В. И. Вернадский писал: «Человек становится геологической  силой, способной изменить лик Земли». Это предупреждение пророчески оправдалось. Последствия антропогенной (производимой человеком) деятельности проявляются  в истощении природных ресурсов, загрязнении биосферы отходами производства, разрушении природных экосистем, изменении структуры поверхности Земли, изменении климата. Антропогенные воздействия приводят к нарушению практически всех природных биогеохимических циклов.

В результате сжигания различного топлива в атмосферу ежегодно выбрасывается около 20 млрд. т. углекислого  газа и поглощается соответствующее  количество кислорода.

В настоящее время общая  мощность источников антропогенного загрязнения  во многих случаях превосходит мощность естественных. Так, природные источники  окиси азота выбрасывают 30 млн. т  азота в год, а антропогенные - 35-50 млн. т; двуокиси серы, соответственно, около 30 млн. т и более 150 млн. т. В  результате деятельности человека свинца попадает в биосферу почти в 10 раз  больше, чем в процессе природных  загрязнений.

Загрязняющие вещества, возникшие  в результате хозяйственной деятельности человека, и их влияние на среду  очень разнообразны. К ним относятся: соединения углерода, серы, азота, тяжелые  металлы, различные органические вещества, искусственно созданные материалы, радиоактивные элементы и многое другое.

Так, по оценкам экспертов, в океан ежегодно попадает около 10 млн. т нефти. Нефть на воде образует тонкую пленку, препятствующую газообмену между водой и воздухом. Оседая на дно, нефть попадает в донные отложения, где нарушает естественные процессы жизнедеятельности донных животных и микроорганизмов. Кроме нефти, значительно возрос выброс в океан  бытовых и промышленных сточных  вод, содержащих, в частности, такие  опасные загрязнители, как свинец, ртуть, мышьяк, обладающие сильным токсическим  действием. Фоновые концентрации таких  веществ во многих местах уже превышены  в десятки раз. Каждый загрязнитель оказывает определенное отрицательное  воздействие на природу, поэтому  их поступление в окружающую среду  должно строго контролироваться. Предельно  допустимая концентрация (ПДК) понимается как количество вредного вещества в  окружающей среде, которое не оказывает  отрицательного воздействия на здоровье человека или его потомство при  постоянном или временном контакте с ним. В настоящее время при  определении ПДК учитывается  не только степень влияния загрязнителей  на здоровье человека, но и воздействие  их на животных, растения, грибы, микроорганизмы, а также на природное сообщество в целом.

 

Кроме загрязнения среды, антропогенное воздействие выражается в истощении природных ресурсов биосферы. Огромные масштабы использования  природных ресурсов привели к  значительному изменению ландшафтов в некоторых регионах (например, в угольных бассейнах). Если на заре цивилизации человек использовал  для своих нужд всего около 20 химических элементов, в начале XX - 60, то сейчас более 100 - почти всю таблицу Менделеева. Ежегодно добывается (извлекается из геосферы) около 100 млрд. т руды, топлива, минеральных удобрений.

Быстрый рост потребностей в топливе, металлах, минеральном  сырье и их добыче привели к  истощению этих ресурсов. Так, по оценкам  специалистов, при сохранении современных  темпов добычи и потребления разведанные запасы нефти будут исчерпаны уже через 30 лет, газа - через 50 лет, угля - через 200. Аналогичная ситуация сложилась не только с энергетическими ресурсами, но и с металлами (истощение запасов алюминия ожидается через 500-600 лет, железа - 250 лет, цинка - 25 лет, свинца - 20 лет) и минеральными ресурсами, как, например, асбест, слюда, графит, сера.

Глобальное загрязнение  атмосферного воздуха сказывается  на состоянии природных экосистем, особенно на зеленом покрове нашей  планеты. Одним из самых наглядных  показателей состояния биосферы служат леса их самочувствие.

Кислотные дожди, вызываемые главным образом диоксидом серы и оксидами азота, наносят огромный вред лесным биоценозам. Установлено, что хвойные породы страдают от кислотных  дождей в большей степени, чем  широколиственные.

Только на территории нашей  страны общая площадь лесов, пораженных промышленными выбросами, достигла 1 млн. га. Значительным фактором деградации лесов в последние годы является загрязнение окружающей среды радионуклидами. Так, в результате аварии на Чернобыльской  АЭС поражено 2,1 млн. га лесных массивов.

Значительное влияние  на химический состав почв оказывает  современное сельское хозяйство, широко использующее удобрения и различные  химические вещества для борьбы с  вредителями, сорняками и болезнями  растений. В настоящее время количество веществ, вовлекаемых в круговорот в процессе сельскохозяйственной деятельности, примерно такое же, что и в процессе промышленного производства. При  этом с каждым годом производство и применение удобрений и ядохимикатов в сельском хозяйстве возрастает. Неумелое и бесконтрольное использование  их приводит к нарушению круговорота  веществ в биосфере. Особую опасность  представляют стойкие органические соединения, применяемые в качестве ядохимикатов. Они накапливаются  в почве, в воде, донных отложениях водоемов. Но самое главное - они  включаются в экологические пищевые  цепи, переходят из почвы и воды в растения, затем в животных, а в конечном итоге попадают с  пищей в организм человека.