Игамбердиев Виль Муратович Доцент Кандидат биологических наукЭкология
Виды занятий и контроля знаний лекции – 2; практические занятия – 1; контрольная работа или реферат - 1; тесты тренировочные; тесты контрольные.
Зачет Для сдачи зачета требуется 1. изучить теоретический материал 2. написать реферат или выполнить контрольную работу 3. выполнить контрольный тест 1
Экзамен только для специальности Для сдачи экзамена требуется 1. изучить теоретический материал 2. написать реферат или выполнить контрольную работу 3. выполнить два контрольных теста 1 и 2
Лекция 2 4 часа 2.1 Структура биосферы. 2.2 Учение Вернадского о биосфере. 2.3 Глобальные проблемы окружающей среды. 2.4 Социально-экологические аспекты.
2.1 Структура биосферы. Термин БИОСФЕРА происходит от греческого слова bios – жизнь и sphaira – шар. в 1975 г. австрийский геолог Эдуард Зюсс впервые употребил этот термин Однако, он не использовался до тех пор, пока в 1926г не были опубликованы две лекции русского минеролога Владимира Ивановича Вернадского о БИОСФЕРЕ.
Биосфера
БИОСФЕРА – область активной жизни оболочки Земли, включающей в себя нижнюю часть АТМОСФЕРЫ, ГИДРОСФЕРУ и верхнею часть ЛИТОСФЕРЫ, заселенные живыми организмами. Состав, структура и энергетика БИОСФЕРЫ определяются совокупной деятельностью живых организмов.
Что же характерно для БИОСФЕРЫ ? Во-первых, это область, в которой имеется в значительных количествах вода. Во-вторых, на нее падает мощный поток энергии Солнца. В-третьих, в биосфере имеются поверхности раздела между веществами, находящимися в жидком, твердом и газообразном состояниях.
БИОСФЕРА расположена в следующих границах : - верхняя граница поднимается до уровня ОЗОНОВОГО СЛОЯ (высота км); - нижняя граница опускается на 1-2 км ниже дна океана и в среднем на 3-4 км на суше.
АТМОСФЕРА Земли (от греч. слова atmos – пар и spheria – шар) – газовая оболочка Земли, в которой газовая фаза вращается вместе с Землей как единое целое. Масса АТМОСФЕРЫ составляет 5, 15*10 15 тонн.
установлено, что АТМОСФЕРА имеет четко выраженное слоистое строение. три основные части: -самый нижний слой – тропосфера, высота которого находится на уровне 8-10 км в полярных широтах и км на экваторе. В нем сосредоточено 80 % всей массы АТМОСФЕРЫ; -средний слой – стратосфера - область постоянной температуры; -верхний слой – ионосфера.
При подъеме от поверхности Земли наблюдается изменение плотности, давления, температуры (температура понижается на 6 градусов при подъеме на 1 км). Выше стратосферы любые формы жизни практически невозможны. По своему химическому составу АТМОСФЕРА Земли является сложной смесью различных газов
Средние значения химического состава АТМОСФЕРЫ у поверхности Земли приведено в таблице. НаименованиеОбъемная концентрация, % об.Молекулярная масса Азот78,08428,0134 Кислород20,947631,9988 Аргон0,93439,948 Углекислый газ 0,0314,т.е. (10 -2 )44,00995 Неон0, ,179 Гелий0, ,0026 Метан0,000216,04303 Криптон0, ,80 Водород0,000052,01594 Закись азота0, ,0128 Ксенон0, ,30 Двуокись серыОт 0 до 0,000164,0628 Озон0т 0 до 0,000007, т.е летом, от 0 до 0, зимой 47,9982 Двуокись азотаОт 0 до 0, ,0055 Аммиакследы17,03061 Окись углеродаследы28,01055 Йодследы253,8088 Воздух10028,9644
Таким образом, АТМОСФЕРА Земли на 99 % состоит из азота и кислорода, а постоянство данного состава АТМОСФЕРЫ определяет ее качество. все газы, за исключением кислорода и азота, представлены в очень незначительных количествах. Однако каждый из этих газов играет очень важную роль в формировании качества АТМОСФЕРЫ.
Пример 1, влияние озона ( % об.) Низкое содержание озона (на 40 % ниже нормы, норма 0,25-0,52 см), зафиксированное на территории России (над районами Центральной Сибири и Якутии) в феврале 1995г вызвало сильный всплеск заболеваний раком кожи, а также расстройства иммунной системы.
Пример 2, влияние двуокиси углерода (10 -2 % об.) Обычно изменения содержания двуокиси углерода в атмосфере невелики, но в некоторых случаях наблюдается сильный рост ее количеств. В результате чего двуокись углерода плотным слоем ложится над поверхностью земли, вызывая сильные локальные перегревы, так называемые «парниковые эффекты».
Атмосферные аэрозоли – это взвешенные в воздухе частицы размером от нескольких нанометров до нескольких десятков микрон. Взвешенные частицы поступают в атмосферу в результате индустриальных загрязнений, вулканических выбросов и из космоса. Помимо газов, указанных в таблице, в состав АТМОСФЕРЫ входят различные аэрозоли в виде пыли и водяного пара.
Водяной пар образуется в результате испарений. Его содержание в АТМОСФЕРЕ колеблется от 3 % в тропиках до % - в Антарктиде. Основная масса водяного пара сосредоточена в тропосфере. В результате конденсации водяного пара образуются облака. Тропосферные облака закрывают 50 % всей земной поверхности.
ГИДРОСФЕРА ГИДРОСФЕРА (от греческих слов hedor – вода, spharia – шар) - это водная прерывистая оболочка Земли, располагающаяся между атмосферой и литосферой. Основная ее часть (95 %) заключена в Мировом океане, который занимает примерно 70 % поверхности Земного шара.
Наименование видов вод Состояние водыОбъем, млн. км 3 Доля к общему объему гидросферы, % Морские водыМорская137093,6 Подземные воды (за исключением почвенной воды) Грунтовая61,44 Лед и снег (Арктика, Антарктика, Гренландия, горные ледниковые области) Лед24,02 Поверхностные воды суши: озера, водохранилища, реки, болота, почвенные воды Пресная0,50,4 Атмосферные водыАтмосферная0,0150,01 Воды, содержащиеся в живых организмах Биологическая0,00005 (10 -5 ) 0, 0003 (10 -4 ) Состав гидросферы
Химический состав ГИДРОСФЕРЫ приближается к среднему химическому составу морской воды. Воды ГИДРОСФЕРЫ находятся в постоянном взаимодействии с АТМОСФЕРОЙ и земной корой (ЛИТОСФЕРОЙ). Это взаимодействие представляет собой сложный круговорот воды в БИОСФЕРЕ.
Круговорот воды. Схема круговорота воды на Земле: I над океаном; II над сушей; III над сушей и океаном; IV геологический круговорот; 1 осадочные породы; 2 граниты, 3 базальты; 4 водоупор; 5 морские осадки; б мантийное вещество
ЛИТОСФЕРА (слово произошло от греческих слов lithos – камень и spharia – шар) – это внешняя сфера твердой оболочки Земли, включающая в себя: - земную кору; - верхний слой мантии.
Литосфера
К ЛИТОСФЕРЕ относится ПОЧВА. ПОЧВА – особое природное образование, обладающее рядом свойств живой и неживой природы состоит из генетически связанных горизонтов, образующих почвенный профиль, возникающий в результате преобразований поверхностных слоев литосферы под совместным воздействием воды, воздуха, организмов.
ПОЧВА характеризуется плодородием (свойство живой природы) и неорганическим химическим составом (свойство неживой природы).
ПОЧВА. ЕЕ СОСТАВ,СВОЙСТВА И ФАКТОРЫ ОБРАЗОВАНИЯ Представления о почве как самостоятельном природном теле с особыми свойствами появились только в конце XIX века. Основоположником современного научного почвоведения является В.В.Докучаев. Он разработал новые методы исследования и картографии почв, предложил научную генетическую классификацию почв.
2.2 Учение Вернадского о биосфере В.И. Вернадский ( ) говорил, что Земля окружена тремя геосферами (оболочками): атмосферой, гидросферой, литосферой, - и освещена светом человеческого разума. Основные идеи учения В.И. Вернадского о биосфере были опубликованы в 1926 г в Ленинграде в монографии «Биосфера».
1. Биосфера – это организованная, динамическая, устойчиво уравновешенная, самоподдерживающаяся и саморазвивающаяся система. Основой ее организованности является биогенная миграция химических элементов. А именно. Живые организмы, получая поток солнечной энергии, вовлекают неживую природу в непрерывный круговорот образования нового вещества и новой энергии. 2. В природе нет свободных экологических ниш - все взаимосвязано и все взаимоопределено.
3. Каждый организм в отдельности как бы он слаб ни был, и все организмы вместе взятые, на протяжении длительного отрезка времени выступают в качестве мощного геологического фактора, играющего важную роль в жизни планеты. 4. «Живое вещество» - это совокупность живых организмов. Масса живого вещества в биосфере относительно постоянна. Современные ученые подсчитали, что она составляет 1000 триллионов тонн.
5. Вещество биосферы можно разделить на семь геологических групп: Живое вещество - совокупность живых организмов; Биогенное вещество - продукты жизнедеятельности живых организмов. Это осадочные породы органического происхождения. Косное вещество - объекты неживой природы. Это горные породы минерального происхождения, вода. Биокосное вещество – продукты распада и переработки живыми организмами горных и осадочных пород. Радиоактивные вещества. Рассеянные атомы. Космическое вещество.
6. Средний элементарный состав живого вещества отличается высоким содержанием углерода (18 %). 7. «Живое вещество» выполняет следующие биогеохимические функции: газовые (миграция газов и их превращения); концентрационные (аккумуляция живыми организмами химических элементов из внешней среды); окислительно- восстановительные (химическое превращение веществ); биохимические и биогеохимические, связанные с деятельностью человека.
8. Вместе с другими геосферами биосфера образует единую планетарную экологическую систему высшего порядка, в которой действует единый планетарный механизм: На первой стадии происходит поглощение растениями солнечной энергии, углекислоты, воды и минеральных веществ. Вторая стадия – многократная трансформация и утилизация веществ, образовавшихся в виде биомассы, животными и микробами. Третья стадия – распад органических веществ до исходных минеральных продуктов с помощью микроорганизмов-минерализаторов. Динамическое равновесие всех этих процессов в масштабах планеты определяет существование жизни.
9. Главным трансформатором космической энергии является зеленое вещество растений. Только растения способны поглощать энергию солнечного излучения и синтезировать первичные органические соединения. 10. Общая площадь трансформационного аппарата зеленых растений зависит от времени года и составляет 0,86-4,2 % площади поверхности Солнца. Этот зеленый энергетический потенциал и лежит в основе сохранения и поддержания всего живого на нашей планете.
2.3 Глобальные проблемы окружающей среды Парниковый эффект – глобальная экологическая проблема Накопление углекислого газа в атмосфере - одна из основных причин парникового эффекта. Углекислый газ действует в атмосфере, как стекло в оранжерее: он пропускает солнечную радиацию и не пропускает обратно в космос инфракрасное (тепловое) излучение Земли.
Озо́новая дыра́ Озо́новая дыра́ локальное падение концентрации озона в озоновом слое Земли.озонаозоновом слое Земли во второй половине XX века всё возрастающее воздействие антропогенного фактора в виде выделения хлор- и бромсодержащих фреонов привело к значительному утончению озонового слояантропогенного факторафреонов
Озоновая дыра
Кислотный дождь Кисло́тный дождь все виды метеорологических осадков дождь, снег, град, туман, дождь со снегом, при котором наблюдается понижение pH дождевых осадков из-за загрязнений воздуха кислотными оксидами (обычно оксидами серы, оксидами азотдождьснег градтуманpHдождевых осадков кислотными оксидами оксидами серыоксидами азот
Лес после кислотного дождя
ДЕМОГРАФИЧЕСКИЙ ВЗРЫВ резкое ускорение роста численности населения мира (в в среднем на 0,9% в год, в на 2,1% в год)ускорение за счет роста населения развивающихся стран (в них проживает свыше 70% населения мира).
Демографический взрыв -резкое ускорение роста численности населения мира (в в среднем на 0,9% в год, в на 2,1% в год) -за счет роста населения развивающихся стран (в них проживает свыше 70% населения мира).ускорение
2.4 Социально-экологические аспекты КАЧЕСТВО ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ – это совокупность свойств среды, определяющая степень воздействия физических, химических и биологических факторов на человека, природный и растительный мир, материалы и конструкции.
Природоохранным законодательством РФ предусмотрено нормирование качества окружающей среды с целью установления предельно-допустимых норм воздействия на нее вредных веществ. Это, во-первых, гарантирует экологическую безопасность населения, Во-вторых, способствует сохранности генофонда нации, В-третьих, обеспечивает рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов.
Критерии качества окружающей среды 1). Предельно-допустимая концентрация (ПДК), 2). Предельно-допустимые выбросы (ПДВ).
ПДК это максимальная концентрация вредного вещества, отнесенная к определенному времени осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни не оказывает на него вредного воздействия, включая отдаленный эффект.
Экологический мониторинг Система регулярных длительных наблюдений в пространстве и времени, дает информацию о состоянии окружающей среды с целью оценки прошлого. настоящего и прогноза в будущем, параметров окружающей среды, имеющих значения для человека [Программа ЮНЕСКО, 1974].
Дистанционный мониторинг
Наземный мониторинг
Экспертиза экологическая установление соответствия намечаемой хозяйственной и иной деятельности экологическим требованиям и определение допустимости реализации объекта экспертизы с целью предупреждения возможных неблагоприятных экологических и связанных с ними социальных экономических и иных последствий реализации объекта экспертизы
Экспертиза экологическая
Экологический аудит независимая вневедомственная проверка предприятий на соответствие экологическим требованиям природоохранительного законодательства и нормативной документации.
Экологический контроль деятельность государственных органов, предприятий и граждан по соблюдению экологических норм и правил, проверка выполнения планов и мероприятий по охране природы, рациональному использованию природных ресурсов, оздоровлению окружающей природной среды. Различают государственный, муниципальный, производственный и общественный экологический контроль
Экологический контроль
Экологическое право самостоятельная отрасль российского права, совокупность норм, регулирующих общественные (экологические) отношения в сфере взаимодействия общества и природы в интересах настоящего и будущего поколений.
Контрольные вопросы 1. Что такое биосфера? Из каких частей она состоит? 2.Какова структура и состав атмосферы?. 3. Какова структура и состав гидросферы? 4.Литосфера, почва ее составляющие. 5.Основные идеи В.И.Вернадского о биосфере. 6.Ноосфера. Закон В.И.Вернадского о ноосфере. 7.Перечислите парниковые газы. Какой из них вносит основной вклад? 8.Озоновые дыры. Причины их образования. 9.Как образуются кислотные дожди? 10.Что такое экологический мониторинг? 11.На какой стадии проекта проводится экологическая экспертиза? 12.Чем экологический аудит отличается от экологической экспертизы? 13.Кто осуществляет экологический контроль?
Лекция завершена Спасибо за внимание