Министерство образования и науки Российской
Федерации
Федеральное государственное автономное
образовательное учреждение высшего профессионального
образования
«Российский
государственный профессионально-педагогический
университет»
Институт социологии и права
Контрольная работа
по
учебной дисциплине «Экология»
Выполнил: студент гр.:Ир-211С ПВД
Попов В.В.
Вариант: № 12
Проверил:
Екатеринбург
2013
Вопрос 13. Биогеохимический
круговорот азота и последствия
воздействия на него антропогенной
деятельности.
Биогеохимический круговорот
азота. Это пример сложного и хорошо забуференного
круговорота газообразных веществ. На
рисунке представлены два способа изображения
сложного круговорота азота, каждый из
которых иллюстрирует какую-то общую особенность
или движущую силу. В круговороте азота
ключевую роль играют микроорганизмы.
Именно они осуществляют основные типы
обмена между организмами и средой.
Рис 1. Два способа изображения
биогеохимического круговорота азота
(по Ю. Одуму, 1975): А – циркуляция азота между микроорганизмами
и окружающей средой при участии микроорганизмов,
отвечающих за ряд ключевых этапов; Б – те же основные этапы, но расположенные
таким образом, что соединения, богатые
энергией, находятся вверху; это позволяет
отличить этапы, требующие затрат энергии,
от процессов, протекающих с высвобождением
энергии
На схеме А показано, что азот
протоплазмы переводится из органической
в неорганическую форму в результате деятельности
бактерий-редуцентов, каждый вид которых
выполняет определенную работу. Часть
азота в конечном счете переводится в
аммиачную и нитратную формы, доступные
для питания растений. Как известно, воздух
почти на 79 % состоит из азота и представляет
собой одновременно крупнейший резервуар
и буфер системы. Благодаря деятельности
денитрифицирующих бактерий азот постоянно
поступает атмосферу, а под действием
азотофиксирующих бактерий возвращается
в круговорот.
Схема Б иллюстрирует процессы,
из которых складывается круговорот азота:
фиксацию, ассимиляцию, нитрификацию,
денитрификацию, разложение, выщелачивание,
вынос, выпадение с осадками, и другие,
а также оценки двух потоков, непосредственно
связанных с деятельностью человека: выбросов
в атмосферу и промышленной фиксации азота,
соединения которого используются главным
образом в качестве удобрений.
Так как содержание N2 в атмосфере резко не меняется,
можно предположить, что приток и отток
в целом уравновешивают друг друга.
На схеме Б представлены энергетические
взаимоотношения в круговороте азота.
Ступенчатый процесс разложения белков
до нитратов служит источником энергии
для организмов, принимающих участие в
его разложении, а для обратного процесса
требуются другие источники энергии –
органическое вещество или солнечный
свет. Например, хемосинтезирующие бактерии
Nitrosomonas, превращающие аммиак в нитрит,
получают энергию за счет разложения,
а денитрифицирующие и азотофиксирующие
– используют другие источники.
Однако ни животные, ни человек,
ни растения потреблять молекулярный
азот не могут. Огромное количество молекулярного
азота в атмосфере в чрезвычайно малой
степени затрагиваются биологическим
круговоротом: общее отношение связанного
азота к его количеству в природе составляет
1: 1000000 (Акимова, Хаскин, 1998). Несмотря на
громадное количество молекулярного азота
в атмосфере, он является одним из наиболее
лимитирующих биогенных элементов. Столб
воздуха над одним гектаром земной поверхности
составляет 80000 т молекулярного азота.
Если бы растения могли усваивать молекулярный
азот, то такого его количества хватило
бы для получения урожая 30 ц/га на полмиллиона
лет. Однако растения могут использовать
только азот минеральных соединений. Поэтому,
буквально «купаясь» в молекулярном азоте,
они испытывают его нехватку.
Из растений фиксировать азот
могут только представители семейства
бобовых, на корнях которых образуются
клубеньки, состоящие из азотофиксирующих
бактерий. Однако и среди бобовых далеко
не все виды могут фиксировать атмосферный
азот. Всего семейство бобовых насчитывает
13000 видов, а наличие клубеньковых бактерий
обнаружено у 1300. Считается, что бактерии
переводят в связанную форму приблизительно
1 млрд. т азота в год, промышленная его
фиксация составляет около 90 млн. т.
Фиксировать азот могут следующие
роды организмов:
- свободно живущие бактерии
– Azotobakter и Clostridium (анаэроб);
- сибиотические клубеньковые
бактерии бобовых растений – Rhizobium;
- цианобактерии – Anabaena, Nostoc
и др.
Из всего азота, который ежегодно
усваивается глобальным биотическим сообществом,
около 80 % возвращается в круговорот суши
и воды и только 20 % поступает из атмосферы
с дождем и в результате фиксации.
Благодаря механизмам обратной
связи, обеспечивающим саморегуляцию,
круговорот азота можно считать относительно
замкнутым, если рассматривать его в масштабе
крупных площадей или всей биосферы.В
современных условиях человек своей деятельностью
оказывает значительное влияние на круговорот
азота: увеличивает содержание азота в
резервном фонде (сжигание ископаемого
топлива, осушение заболоченных земель,
обработка почвы и т.д.) и снижает его содержание
(выращиванием бобовых культур на громадных
территориях, техническое связывание
азота) в атмосфере.
Вопрос 56. Загрязнение атмосферы.
Основные источники и вещества-загрязнители
атмосферного воздуха. Экологические
последствия загрязнения
атмосферы.
Загрязнение атмосферы
Атмосфера оказывает интенсивное
воздействие не только на человека и
биосферу, но и на гидросферу, почвенно-растительный
покров, геологическую среду, здания, сооружения
и другие техногенные объекты. Поэтому
охрана атмосферного воздуха и озонового
слоя является наиболее приоритетной
проблемой экологии и ей уделяется пристальное
внимание во всех развитых странах. Восходящее к заре
индустриальной цивилизации атмосферное
загрязнение очень сильно возросло в последнее
десятилетие во всех развитых странах.
Рост промышленности и увеличение числа
машин сопровождаются постоянным усилением
выброса в воздух дыма, токсические газы
и других загрязняющих агентов.
Основные вещества,
загрязняющие атмосферу, можно разбить
на две группы – газы и твердые частицы.
Газы составляют 90% общей массы выбрасываемых
в атмосферу веществ, а на долю твердых
частиц приходится 10%.
В таблице представлены
основные источники веществ, загрязняющих
воздух.
ПРИРОДА ЗАГРЯЗНЕНИЯ |
ИСТОЧНИК ЗАГРЯЗНЕНИЯ |
- Газы
Углекислый газ
Окись углерода
Органические соединения
Сернистый газ и другие производные
серы
Производные азота
2.Частицы
Ядерные частицы
Тяжелые металлы
Минеральные соединения
Органические вещества, естественные
и синтетические |
Вулканическая деятельность
Дыхание живых организмов
Сжигание ископаемого топлива
Вулканическая деятельность
Двигатели внутреннего сгорания
Химическая промышленность
Сжигание отходов
Разнообразное топливо
Вулканическая деятельность
Морские бризы
Бактерии
Сжигание ископаемого топлива
Бактерии
Атомные электростанции
Ядерные взрывы
Вулканическая деятельность,
Метеориты
Ветровая эрозия
Водяная пыль
Двигатели внутреннего
сгорания
Лесные пожары
Химическая промышленность
Разнообразное топливо
Сжигание отходов
Сельское хозяйство (пестициды) |
К экологическим последствиям
загрязнения земли можно отнести парниковый
эффект, кислотные дожди, смог и и озоновую дыру. Астрономы
утверждают, что прозрачность атмосферы
уменьшилась за последнее время. Также
установлено, что ежегодно из-за загрязнения
атмосферы земли погибают не менее 1,3 миллионов
человек. Загрязненная приземная атмосфера
вызывает рак легких, горла и кожи, расстройство
центральной нервной системы, аллергические
и респираторные заболевания, дефекты
у новорожденных и многие другие болезни,
список которых определяется присутствующими,
в воздухе загрязняющими веществами и
их совместным воздействием на организм
человека. Результаты специальных исследований,
выполненных в России и за рубежом, показали,
что между здоровьем населения и качеством
атмосферного воздуха наблюдается тесная
положительная связь. Основные агенты
воздействия атмосферы на гидросферу
- атмосферные осадки в виде дождя и снега,
в меньшей степени смога, тумана. Поверхностные
и подземные воды суши имеют главным образом
атмосферное питание и вследствие этого
их химический состав зависит в основном
от состояния атмосферы.
Отрицательное влияние загрязненной
атмосферы на почвенно-растительный покров
связано как с выпадением кислотных атмосферных
осадков, вымывающих кальций, гумус и микроэлементы
из почв, так и с нарушением процессов
фотосинтеза, приводящих к замедлению
роста и гибели растений. Высокая чувствительность
деревьев (особенно березы, дуба) к загрязнению
воздуха выявлена давно. Совместное действие
обоих факторов приводит к заметному уменьшению
плодородия почв и исчезновению лесов.
Кислотные атмосферные осадки рассматриваются
сейчас как мощный фактор не только выветривания
горных пород и ухудшения качества несущих
грунтов, но и химического разрушения
техногенных объектов, включая памятники
культуры и наземные линии связи. Выяснилось,
что кислотные дожди оказывают многоплановое
воздействие на окружающую среду и являются
результатом самоочищения (промывания)
атмосферы. Основные кислотные агенты-
разбавленные серная и азотная кислоты,
образующиеся при реакциях окисления
оксидов серы и азота с участием пероксида
водорода.
После рассмотрения и изучения
данной проблемы приходим к выводу спасение
атмосферы нашей планеты дело требующее
скорейшего решения. Первым решением
и наверное одним из основных, должна
быть задача максимального
сокращения потребления
первичной биологической продукции
на всей территории земли преимущественно
за счет сокращения потребления
территории и рубок леса,
а также путем более интенсивного
лесовосстановления, так как лес называют
легкими планеты. В рамках этой же задачи
следует проводить работу по всемерному
расширению площади особо охраняемых
территорий, в первую очередь заповедников
и национальных парков.
Второе решение это снижение
выбросов, продуктов загрязнения атмосферы
к которым относятся предприятия топливно-энергетического
комплекса, транспорт, различные машиностроительные
предприятия .
Вопрос 3. Меры по защите
животного и растительного
мира. Красные книги.
Международный Союз Охраны
Природы (МСОП) объединил и возглавил
в 1948 году работу по охране живой природы
государственных, научных и общественных
организаций большинства стран мира. В
числе первых его решений в 1949 году было создание постоянной Комиссии по выживанию видов ( Species Survival Commission), или, как принято
называть в русскоязычной литературе, —
Комиссию по редким видам.
В задачи Комиссии входило изучение
состояния редких видов животных и растений,
находящихся под угрозой исчезновения,
разработка и подготовка проектов международных
и межнациональных конвенций и договоров,
составление кадастра таких видов и выработка
соответствующих рекомендаций по их охране.
Комиссия начала свою работу
с нуля. Нужно было выработать общие принципы
подхода к охране редких видов, определить
те виды, которым угрожала реальная опасность
исчезновения или истребления, разработать
систему их классификации, собрать информацию
по биологии таких видов, чтобы выявить
основные лимитирующие факторы. В начале
работы не существовало даже понятия «редкого
вида».
Основной своей целью Комиссия
поставила создание мирового аннотированного
списка (кадастра) животных, которым по
тем или иным причинам грозит исчезновение.
Сэр Питер Скотт председатель Комиссии, предложил
назвать список Красной книгой ( Red Data Book), чтобы придать ему
вызывающее и ёмкое значение, так как красный
цвет символизирует сигнал опасности.
Красная книга — аннотированный
список редких и находящихся под угрозой
исчезновения животных, растений и грибов. Красные
книги бывают различного уровня — международные,
национальные и региональные.
Первое издание Красной книги
МСОП вышло в свет в 1963 году. Это было «пилотное»
издание с небольшим тиражом. В два его
тома вошли сведения о 211 видах и подвидах млекопитающих и 312 видах и подвидах птиц. Красная книга рассылалась
по списку видным государственным деятелям
и учёным. По мере накопления новой информации,
как и планировалось, адресатам высылались
дополнительные листы для замены устаревших.
Три тома второго издания книги
вышли в 1966 —1971 годах. Теперь у неё был
«книжный» формат (21,0 × 14,5 см), но, как и
первое издание, она имела вид перекидного
толстого календаря, любой лист которого
мог быть заменён новым. Книга по-прежнему
не была рассчитана на широкую продажу,
она рассылалась по списку природоохранным
учреждениям, организациям и отдельным
учёным. Количество видов, занесённых
во второе издание Красной книги МСОП,
значительно увеличилось, так как за прошедшее
время была собрана дополнительная информация.
В первый том книги вошли сведения о 236
видах (292 подвидах) млекопитающих, во второй —
о 287 видах (341 подвиде) птиц и в третий —
о 119 видах и подвидах рептилий и 34 видах и подвидах амфибий.