Контрольная работа по "Экология "

Министерство  транспорта Российской Федерации

Федеральное агенство воздушного транспорта

ФГБОУ ВПО

"Санкт-Петербургский государственный университет

гражданской авиации"

 

 

 

Контрольная работа

по дисциплине: Экология.

 

 

 

 

 

Выполнил

Студент ЗФ ОрТОП-0912.1182

Волков О.А

 

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург 2013г.

Основные структурные  характеристики биосферы

 

В буквальном переводе термин «биосфера» обозначает сферу жизни, и в таком смысле он впервые был введен в науку в 1875 г. австрийским геологом и палеонтологом Эдуардом Зюссом (1831 – 1914). Однако задолго до этого под другими названиями, в частности «пространство жизни», «картина природы», «живая оболочка Земли» и т.п., его содержание рассматривалось многими другими естествоиспытателями.

Первоначально под всеми  этими терминами подразумевалась  только совокупность живых организмов, обитающих на нашей планете, хотя иногда и указывалась их связь  с географическими, геологическими и космическими процессами, но при  этом скорее обращалось внимание на зависимость  живой природы от сил и веществ  неорганической природы. Даже автор самого термина «биосфера» Э. Зюсс в своей книге «Лик Земли», опубликованной спустя почти тридцать лет после введения термина (1909 г.), не замечал обратного воздействия биосферы и определял ее как «совокупность организмов, ограниченную в пространстве и во времени и обитающую на поверхности Земли».

Первым из биологов, который  ясно указал на огромную роль живых  организмов в образовании земной коры, был Ж.Б.Ламарк (1744 – 1829). Он подчеркивал, что все вещества, находящиеся  на поверхности земного шара и  образующие его кору, сформировались благодаря деятельности живых организмов.

Факты и положения о  биосфере накапливались постепенно в связи с развитием ботаники, почвоведения, географии растений и  других преимущественно биологических  наук, а также геологических дисциплин. Те элементы знания, которые стали  необходимыми для понимания биосферы в целом, оказались связанными с  возникновением экологии, науки, которая  изучает взаимоотношения организмов и окружающей среды. Биосфера является определенной природной системой, а  ее существование в первую очередь  выражается в круговороте энергии  и веществ при участии живых  организмов.

Очень важным для понимания  биосферы было установление немецким физиологом Пфефером (1845 – 1920) трех способов питания живых организмов:

1. автотрофное – построение организма за счет использования веществ неорганической природы;
2. гетеротрофное – строение организма за счет использования низкомолекулярных органических соединений;
3. миксотрофное – смешанный тип построения организма (автотрофно-гетеротрофный).

Биосфера (в современном  понимании) – своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в  непрерывном обмене с этими организмами.

Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю  часть литосферы.

Атмосфера – наиболее легкая оболочка Земли, которая граничит с  космическим пространством; через  атмосферу осуществляется обмен  вещества и энергии с космосом.

Атмосфера имеет несколько  слоев:

1. тропосфера – нижний слой, примыкающий к поверхности Земли (высота 9–17 км). В нем сосредоточено около 80% газового состава атмосферы и весь водяной пар;
2. стратосфера;
3. ноносфера – там «живое вещество» отсутствует.

Преобладающие элементы химического  состава атмосферы: N2 (78%), O2 (21%), CO2 (0,03%).

Гидросфера – водная оболочка Земли. Вследствие высокой подвижности  вода проникает повсеместно в  различные природные образования, даже наиболее чистые атмосферные воды содержат от 10 до 50 мгр/л растворимых  веществ. Главной особенностью океанической воды является то, что основные ионы характеризуются постоянным соотношением во всем объеме мирового океана.

Литосфера – внешняя твердая  оболочка Земли, состоящая из осадочных  и магматических пород. В настоящее  время земной корой принято считать  верхний слой твердого тела планеты, расположенный выше сейсмической границы  Мохоровичича. Поверхностный слой литосферы, в котором осуществляется взаимодействие живой материи с минеральной (неорганической), представляет собой почву. Остатки  организмов после разложения переходят  в гумус (плодородную часть почвы). Составными частями почвы служат минералы, органические вещества, живые организмы, вода, газы.

Постепенно идея о тесной взаимосвязи между живой и  неживой природой, об обратном воздействии  живых организмов и их систем на окружающие их физические, химические и геологические факторы все  настойчивее проникала в сознание ученых и находила реализацию в их конкретных исследованиях. Этому способствовали и перемены, произошедшие в общем  подходе естествоиспытателей к  изучению природы. Они все больше убеждались в том, что обособленное исследование явлений и процессов  природы с позиций отдельных  научных дисциплин оказывается  неадекватным. Поэтому на рубеже ХIХ  – ХХ вв. в науку все шире проникают  идеи холистического, или целостного, подхода к изучению природы, которые  в наше время сформировались в  системный метод ее изучения.

Результаты такого подхода  незамедлительно сказались при  исследовании общих проблем воздействия  биотических, или живых, факторов на абиотические, или физические, условия. Так, оказалось, например, что состав морской воды во многом определяется активностью морских организмов. Растения, живущие на песчаной почве, значительно изменяют ее структуру. Живые организмы контролируют даже состав нашей атмосферы. Число подобных примеров легко увеличить, и все  они свидетельствуют о наличии  обратной связи между живой и  неживой природой, в результате которой  живое вещество в значительной мере меняет лик нашей Земли. Таким  образом, биосферу нельзя рассматривать  в отрыве от неживой природы, от которой  она, с одной стороны зависит, а с другой – сама воздействует на нее. Поэтому перед естествоиспытателями возникает задача – конкретно  исследовать, каким образом и  в какой мере живое вещество влияет на физико-химические и геологические  процессы, происходящие на поверхности  Земли и в земной коре. Только подобный подход может дать ясное  и глубокое представление о концепции  биосферы. Такую задачу как раз  и поставил перед собой выдающийся российский ученый Владимир Иванович Вернадский (1863 – 1945)

 

1. Экологический кризис загрязнения,

его причины и последствия: структура и содержание

 

Экологический кризис – обратимое критическое состояние окружающей среды, угрожающее существованию человека и отражающее несоответствие развития производительных сил и производственных отношений.

То, что современный экологический  кризис является обратной стороной научно-технической революции, подтверждает тот факт, что именно достижения НТП привели и к самым мощным экологическим катастрофам на нашей планете. В 1945 г. была создана атомная бомба. В 1954 г. была построена первая в мире атомная электростанция в Обнинске — на «мирный атом» возлагалось много надежд. А в 1986 г. произошла самая крупная в истории Земли техногенная катастрофа на Чернобыльской АЭС. Особенность радиоактивного поражения в том, что оно способно убить безболезненно. Боль является эволюционно развитым защитным механизмом, но «коварство» атома состоит в том, что в данном случае этот предупредительный механизм не включается. Чернобыльская авария затронула более 7 млн. человек и коснется еще многих, в том числе и не родившихся. Средства же на ликвидацию последствий катастрофы могут превысить экономическую прибыль от работы всех АЭС на территории бывшего СССР.

Многие металлы и сплавы неизвестны природе в чистом виде, и, хотя они в какой-то мере подвластны утилизации и вторичному употреблению, часть их рассеивается, накапливаясь в биосфере в виде отходов. Проблема загрязнения природной среды в полномасштабно встала после того, как в XX в. человек стал изготавливать синтетические волокна, пластмассы и другие вещества, имеющие свойства, которые не только не известны природе, но даже вредны для организмов биосферы. Эти вещества после их использования не поступают в природный кругооборот.

Загрязнение воздуха в промышленных центрах — главная причина распространения хронических бронхитов, катаров верхних дыхательных путей, пневмонии, эмфиземы и одна из причин, вызывающих рак легких.

Особенно острая ситуация сложилась для жителей крупных городов. В крупных городах объемы твердых отходов резко возросло. Сжигание городского мусора, содержащего значительные количества компонентов, которые не подвергаются минерализации в почве (стекло, пластмасса, металл), приводит к дополнительному загрязнению атмосферного воздуха.

По своей структуре  экологический кризис принято подразделять на две части: естественную и социальную. Естественная часть свидетельствует о наступлении деградации, разрушении окружающей природной среды. Социальная сторона экологического кризиса заключается в неспособности государственных и общественных структур остановить деградацию окружающей среды и оздоровить ее. Обе стороны экологического кризиса тесно взаимосвязаны. Наступление экологического кризиса может быть остановлено только при рациональной государственной структуре, развитой экономике и в результате экстренных мер по экологической защите.

Исключительную остроту приобрели в нашей стране экологические проблемы больших городов. Нередко они связаны с экономической беспомощностью и бесхозяйственностью. Например, экологические проблемы Санкт-Петербурга ученые связывают с обстановкой на Ладоге, напоминающей байкальскую, с той лишь разницей, что Ладога меньше Байкала, а загрязняющих объектов на ней больше. При этом Ладога является самым крупным пресноводным озером Европы и главным источником водоснабжения пятимиллионного города. Она вмещает около 900 км3 воды, в два раза более пресной, чем воды Байкала.

Ладожская вода считалась  очень вкусной и по мягкости приближалась к дождевой. В настоящее время  из-за загрязнения отходами целлюлозно-бумажных предприятий и животноводческих ферм многие участки Ладоги «цветут» из-за массового развития сине-зеленых водорослей. Воды Ладоги переобогащены соединениями азота и фосфора. Ядовитые выделения водорослей отравляют ладожскую воду, а, отмирая и разлагаясь, водоросли забирают из нее кислород. Довершают дело бытовые стоки прилегающих городов и поселков.

Судьба Ладоги тесно связана  со здоровьем населения Санкт-Петербурга. Город оказался в трудном экологическом  окружении. Среда обитания петербуржцев интенсивно загрязняется автотранспортом  и выбросами заводских труб. На востоке растет загрязнение Ладоги, ее воду несет Нева через город  в Финский залив. В черте города ладожская вода еще больше загрязняется городскими стоками и притоками Невы. А на западе, на пути всего того, что несет Нева, встает дамба, строящаяся для защиты города от возможных наводнений. В результате значительная часть ядовитых и вредных растворенных веществ оседает в отгороженной дамбой части Невской губы, вода «цветет», а мелководная акватория интенсивно зарастает.

Все более серьезной становится экологическая обстановка в Балтийском море. Представители международной  общественной организации «Гринпис», посетившие Санкт-Петербург, считают, что Балтийское море на пути к экологической катастрофе. Оно настолько отравлено отходами промышленности, что рыба становится уродливой, тюлени вымирают. Балтийское море загрязнено нефтью, солями металлов, которые попадают в морскую воду вместе с атмосферными осадками, промышленными стоками. В настоящее время никто не берется точно сказать, сколько еще лет в Балтийском море просуществует жизнь. Значительная часть моря в придонных слоях уже мертва, там нет кислорода, накапливается сероводород.

Особую опасность для  всего живого на Земле представляет радиоактивное заражение окружающей среды — ионизирующее излучение, которое является «достижением» человечества XX в. Основными источниками радиоактивного заражения являются атомные реакторы электростанций, морских кораблей и предприятия военно-промышленного комплекса. В результате воздействия радиации развивается лучевая болезнь, нарушаются генетические закономерности. Претензии по избыточному радиационному излучению у нас в стране можно адресовать также предприятиям, использующим радиационные материалы или имеющие дело с их переработкой и захоронением.

Далека от соблюдения экологических  принципов такая область человеческой деятельности, как лесной промысел. Огромный поток литературы в защиту лесов остается без внимания. Площадь  сибирской тайги катастрофически  сокращается.

В целом по Сибири ежегодно лес вырубается на площади 600 тыс. га, и примерно на такой же площади  он гибнет от пожаров. Искусственное  восстановление лесов не превышает 200 тыс. га. Таким образом, восстанавливается  лишь 1/3 того, что гибнет. При таком  хозяйствовании лесные ресурсы Сибири окажутся полностью исчерпанными за 30-40 лет. После чего наступит экологическая катастрофа, потому что вслед за исчезновением великой сибирской тайги со всеми ее исконными обитателями начнется разрушение лесных почв, изменится гидрологический режим, уменьшится речной сток, иным станет климат региона. Много вреда причиняют лесам, особенно в европейской части России, применяемые методы борьбы с насекомыми-вредителями; они нередко причиняют серьезный урон другим лесным обитателям, разрывая устойчивые экологические цепи. Широко распространены практически бесконтрольные самозаготовки леса, на долю которых приходится до 1/5 общего объема вырубов по стране.

Деградация окружающей природной  среды прежде всего сказывается  на здоровье человека и состоянии  его генетического фонда. Более 20% территории России находится в критическом  экологическом состоянии, в районах  экологического бедствия. Более 70 млн (из 145 млн) населения страны дышит  воздухом, насыщенным опасными для  здоровья веществами, в 5 раз и более  превышающими предельно допустимые нормы.