Круговорот веществ в биосфере

 

В связи с  окислением сульфидных минералов в  процессе выветривания сера в виде сульфат-иона переносится природными водами в Мировой океан, где SO42-занимает второе место по распространению после хлора. Сера поглощается морскими организмами, которые богаче её неорганическими соединениями, чем пресноводные и наземные организмы.

 

Отметим одну важную особенность малых круговоротов. Применительно к ним понятие  круговорота достаточно условно, поскольку природные круговороты не являются замкнутыми. Не всё образуемое при разложении органики неорганическое вещество снова используется живыми организмами. Неиспользуемая его часть образует, в частности, осадочные породы, как в океане, так и на суше, включаясь в большой геологический круговорот. Вещества «не теряются» для биосферы в целом, но уходят из малого круговорота.

Круговорот  воды является одним из грандиозных  процессов на поверхности земного  шара. Он играет главную роль в связывании геологического и биотического круговоротов.

В биосфере вода, непрерывно переходя из одного состояния  в другое, совершает малый и  большой круговороты. Испарение  воды с поверхности океана, конденсация  водяного пара в атмосфере и выпадение  осадков на поверхность океана образуют малый круговорот. Если же водяной пар переносится воздушными течениями на сушу, круговорот становится значительно сложнее. В этом случае часть осадков испаряется и поступает обратно в атмосферу, другая питает реки и водоёмы, но в итоге вновь возвращается в океан речным и подземным стоком, завершая тем самым большой круговорот. Кроме того, в круговороте воды участвуют ювенальные (подземные) воды, извергаемые вулканами и гейзерами, воды поверхностного стока (реки, озера, ледники), а также испарение влаги с поверхности растений (транспирация). Важное свойство круговорота воды заключается в том, что он, взаимодействуя с литосферой, атмосферой и живым веществом, связывает воедино все части гидросферы: океан, реки, почвенную влагу, подземные воды и атмосферу. Вода – важнейший компонент всего живого. Грунтовые воды, проникая сквозь ткани растений в процессе транспирации, привносят минеральные соли, необходимые для жизнедеятельности самих растений.

 

В целом для  всего земного шара существует один источник притока воды – атмосферные осадки и один источник расхода – испарение, составляющие 1030 мм/год.

 

Наиболее замедленной  частью круговорота воды является деятельность полярных ледников (активность водообмена - 8000 лет). Наибольшей активностью обмена после атмосферной влаги (активность - 10 дней) отличаются речные воды, которые сменяются в среднем каждые 11 дней.

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Понятие загрязнения окружающей среды.

 

  Загрязнение окружающей среды - ущерб, наносимый природе, среде обитания вредными веществами, выбросами, отходами.

  На  всех  стадиях развития человек влиял  на окружающую его природную  среду, использовал ее богатства  приспосабливал ее под себя, видоизменял.  И если на ранних этапах  воздействие носило незначительный  и очаговый характер, то с развитием науки и техники оно возросло до ужасающих пределов.

  Окружающая  природная среда (ОПС) - это вся  земная природа, окружающая человека, где естественные факторы функционируют  в органическом единстве с  продуктами человеческого труда.

  Загрязнение окружающей среды – это привнесение в окружающую среду новых, не характерных для нее физических, химических и биологических агентов, не характерных для неё.

 

  Законом  «Об охране окружающей среды» (10.01.2002) определено, что загрязнение  окружающей среды - это поступление в окружающую среду вещества и (или) энергии, свойства, местоположение или количество которых оказывают негативное воздействие на окружающую среду.

1. Химическое загрязнение

Проникновение в окружающую среду химических веществ, отсутствующих в этой среде ранее или изменяющих естественную концентрацию до уровня, превышающего обычную норму, относят к химическому (материальному) загрязнению. Химическими (ингредиентами) загрязнителями являются различные газообразные, жидкие и твердые химические соединения и элементы, попадающие в атмосферу, гидросферу и вступающие во взаимодействие с окружающей средой — сюда входит загрязнение тяжелыми металлами (свинцом, ртутью, кадмием и др.), пестицидами, отдельными простыми и сложными химическими веществами, кислотами, щелочами, диоксидом серы, эмульсий и других.

 

    Сейчас  наиболее сильно загрязняет воздух  промышленное производство. Источники:  теплоэлектростанции; металлургические  предприятия, особенно цветной  металлургии, которые выбрасывают  в воздух оксиды азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы.

Пример

Магнитогорск  включен в список городов России с выбросами вредных веществ  более 200 тыс.т/год (после Норильска, Кривого Рога, Москвы, Темиртау - всего 84 города); город является зоной чрезвычайной экологической ситуации (в 1996 году было присвоено Министерством природы Российской Федерации).

 

На территории города зафиксированы выбросы вредных  веществ, класс опасности которых имеет от 3 до 1.

ПДК воздуха. Наблюдения за состояние атмосферного воздуха  проводят в  Магнитогорске на 5 стационарных постах лаборатории мониторинга.  Уровень загрязнения воздуха  в марте месяце оставался по-прежнему высоким. В целом по городу превышение ПДК среднемесячных норм было зафиксировано: по пыли - в 1,3 раза, по оксиду углерода - в 1,3 раза, по диоксиду азота - в 2,6 раза (в разных районах города были дни, когда ПДК были превышены в 4-5 раз), по сероуглероду - в 3,2 раза, по аммиаку - в 1,5 раза, по бенз(а)пирену - в 4,5 раза.

2. Физическое загрязнение

Физическое (энергетическое) загрязнение связано с изменением физических параметров среды: температуры - тепловое загрязнение; волновых параметров - световое, шумовое, электромагнитные загрязнения; радиационных параметров - радиационное, радиоактивное загрязнения.

Пример

Радиационное  загрязнение в результате аварий на АЭС.

К наиболее тяжелым  радиационным авариям на АЭС, сопровождаемым выбросом урана и продуктов его  деления за пределы санитарно-защитной зоны и радиоактивным загрязнением окружающей среды, относятся т.н. запроектные аварии, обусловленные разгерметизацией первого контура реактора. Характерный пример такого типа аварий - авария реактора РБМК-1000 на Чернобыльской АЭС в апреле 1986 года.

3. Биологическое загрязнение

 Биологическое  загрязнение связано с внесением  в окружающую среду и размножением  в ней нежелательных для человека  организмов, проникновением или  внесением в природные экосистемы  чуждых данным сообществам видов  организмов. Из трех сфер обитания жизни на Земле воздуха, воды и почты – наиболее подвержена биологическому загрязнению гидросфера. Биогенное загрязнение воды вызывает усиленное развитие фитопланктона, приводящее к тому, что вода начинает «цвести». Под «цветением» воды понимают интенсивное развитие водорослей, в результате чего микроскопические организмы из-за своей массовости становятся видимыми и придают воде различную окраску.

  Пример

Напр., проникновение  возбудителя голландской болезни  вяза (Graphium ulmi) в вязовые леса Руси привело к фактически полному их исчезновению. Классическим примером биологического загрязнения, когда биологическими загрязнителями становятся адвентивные (заносные) животные, представляет натурализация кролика в Австралии и ее последствия. В течение второй половины XX в. в результате интродукции, проводимой в лесном хозяйстве, в пойменные леса рек бассейнов Волги и Урала стал энергично внедряться клен ясенелистный (Acer negundo). Во многих регионах европейской части Руси лесные опушки и поляны интенсивно заселяет борщевик Сосновского (Heracleum sosnowskyi), хотя изначально это растение было завезено из Кавказа для внедрения в сельскохозяйственное создание. Интродукция люпина многолистного, проводимая для возвышения продуктивности сельскохозяйственных земель, привела к его безбрежному распространению и снижению видового разнообразия естественных сообществ. Ощутимый ущерб лесному хозяйству наносят такие биологические загрязнители, как инвазионные виды насекомых-фитофагов. В искусственных экосистемах (напр. в агробиоценозах) биологическими загрязнителями могут стать рудеральные растения.

3. Защита литосферы.  Меры по защите почв от деградации

 

Защита почв от прогрессирующей деградации и  необоснованных потерь — наиболее острая экологическая проблема, которая еще далека от своего решения.

В число основных звеньев экологической защиты почв входят:

— защита почв от водной и ветровой эрозии;

— организация  севооборотов и системы обработки  почв с целью повышения их плодородия;

— мелиоративные  мероприятия (борьба с заболачиванием, засолением почв и др.);

— рекультивация  нарушенного почвенного покрова;

— защита почв от загрязнения, а полезной флоры  и фауны — от уничтожения;

— предотвращение необоснованного изъятия земель из сельскохозяйственного оборота.

Защита почв должна осуществляться на основе комплексного подхода к сельскохозяйственным угодьям как сложным природным образованиям (экосистемам) с обязательным учетом региональных особенностей.

Для борьбы с  эрозией почв необходим комплекс мер: землеустроительных (распределение угодий по степени их устойчивости к эрозионным процессам), агротехнических (почвозащитные севообороты, контурная система выращивания сельскохозяйственных культур, при которой задерживается сток, химические средства борьбы и т. д.), лесомелиоративных (полезащитные и водорегулирующие лесные полосы, лесные насаждения на оврагах, балках и т. д.) и гидротехнических ( каскадные пруды и т. д.).

При этом учитывают, что гидротехнические мероприятия  останавливают развитие эрозии на определенном участке сразу же после их устройства, агротехнические — через несколько лет, а лесомелиоративные — через 10—20 лет после их внедрения.

Для почв, подверженных сильной эрозии, необходим весь комплекс противоэрозионных мер: полосное земледелие, т. е. такая организация территории, при которой прямолинейные контуры полей чередуются с полезащитными лесными полосами, почвозащитные севообороты (для защиты почв от дефляции).

Почва, как и  вся земля в целом, охраняется законом. Землепользователи обязаны  эффективно и рационально использовать земельные богатства, повышать плодородие земельных угодий, не допускать порчу, загрязнение, засорение и истощение земель.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

1. Акимова Т.В. Экология. Человек-Экономика-Биота-Среда: Учебник для студентов вузов/ Т.А.Акимова, В.В.Хаскин; 2-е изд., перераб. и дополн.- М.:ЮНИТИ, 2007.- 556 с
2. Экология: Учебник для студентов высш. и сред. учеб. заведений, обуч. по техн. спец. и направлениям/Л.И.Цветкова, М.И.Алексеев, Ф.В.Карамзинов и др.; под общ. ред. Л.И.Цветковой. М.: АСБВ; СПб.: Химиздат, 2008.- 550 с.
3. Экология. Под ред. проф.В.В.Денисова. Ростов-н/Д.: ИКЦ «МарТ», 2009. – 768 с.
4. Акимова Т.В. Экология. Природа-Человек-Техника.: Учебник для студентов техн. направл. и специал. вузов/ Т.А.Акимова, А.П.Кузьмин,  В.В.Хаскин  -  М.:ЮНИТИ-ДАНА, 2007.- 343 с
5. Бродский А.К. Общая экология: Учебник для студентов вузов. М.: Изд. Центр «Академия», 2007. - 256 с.
6. Воронков Н.А. Экология: общая, социальная, прикладная. Учебник для студентов вузов. М.: Агар, 2009. – 424 с.
7. Коробкин В.И. Экология: Учебник для студентов вузов/ В.И. Коробкин, Л.В.Передельский. -6-е изд., доп. И перераб.- Ростон н/Д: Феникс, 2007.- 575с.
8. Николайкин Н.И., Николайкина Н.Е., Мелехова О.П. Экорлогия. 2-е изд.Учебник для вузов. М.: Дрофа, 2007. – 624 с.
9. Стадницкий Г.В., Родионов А.И. Экология: Уч. пособие для стут. химико-технол. и техн. сп. вузов./ Под ред. В.А.Соловьева, Ю.А.Кротова.- 4-е изд., испр. – СПб.: Химия, 2007. -238с.
10. Чернова Н.М. Общая экология: Учебник для студентов педагогических вузов/ Н.М.Чернова, А.М.Былова. - М.: Дрофа, 2008.-416 с.