Автор – доцент кафедры Экологии и природопользования Владивостокского государственного университета экономики и сервиса, кандидат географических наук, Тарасова Е.В.

ПРИРОДНАЯ СРЕДА И ЕЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

1. СТРОЕНИЕ БИОСФЕРЫ. БИОСФЕРЫ. ОСНОВНЫЕ ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

БИОСФЕРА Грандиозная равновесная Грандиозная равновесная система с непрерывным система с непрерывным круговоротом вещества и энергии, в котором активную роль играют микроорганизмы круговоротом вещества и энергии, в котором активную роль играют микроорганизмы

ДЛЯ БИОСФЕРЫ ХАРАКТЕРНО: Присутствие живого вещества Присутствие живого вещества Наличие значительного количества жидкой воды Наличие значительного количества жидкой воды Восприятие потока энергии солнечных лучей Восприятие потока энергии солнечных лучей Присутствие поверхностей раздела между веществами, находящимися в трех фазах: твердой, жидкой и газообразной Присутствие поверхностей раздела между веществами, находящимися в трех фазах: твердой, жидкой и газообразной

СОСТАВ БИОСФЕРЫ

Нижняя часть атмосферы (до 60 км) Нижняя часть атмосферы (до 60 км) Гидросфера (ниже глубины Мирового океана на 1 -2 км) Гидросфера (ниже глубины Мирового океана на 1 -2 км) Литосфера (до глубины 29 км) Литосфера (до глубины 29 км) К биосфере относится и человек К биосфере относится и человек

СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ БИОСФЕРЫ УСЛОВНО ДЕЛЯТ НА ЖИВУЮ ПРИРОДУ НЕЖИВУЮ ПРИРОДУ

Живая природа – БИОЦЕНОЗ: растения, животные, микробы Живая природа – БИОЦЕНОЗ: растения, животные, микробы Система взаимодействия живой и неживой природы – ЭКОСИСТЕМА или БИОГЕОЦЕНОЗ Система взаимодействия живой и неживой природы – ЭКОСИСТЕМА или БИОГЕОЦЕНОЗ

КРУГОВОРОТ Все вещества на Земле находятся в процессе биохимического круговорота, выделяют 2 основных круговорота: Все вещества на Земле находятся в процессе биохимического круговорота, выделяют 2 основных круговорота: Большой (геологический) Большой (геологический) Малый (биотический) Малый (биотический)

В КРУГОВОРОТЕ ВЕЩЕСТВ УЧАСТВУЮТ 3 ГРУППЫ ОРГАНИЗМОВ ПРОДУЦЕНТЫ (производители) КОНСУМЕНТЫ (потребители) РЕДУЦЕНТЫ (восстановители)

ПРОДУЦЕНТЫ Автотрофные организмы и зеленые растения, которые, используя солнечную энергию, создают первичную продукцию живого вещества. Они потребляют углекислый газ, воду, соли и выделяют кислород Автотрофные организмы и зеленые растения, которые, используя солнечную энергию, создают первичную продукцию живого вещества. Они потребляют углекислый газ, воду, соли и выделяют кислород

КОНСУМЕНТЫ Гетеротрофные организмы, питающиеся за счет автотрофных и друг друга. Подразделяются на: Гетеротрофные организмы, питающиеся за счет автотрофных и друг друга. Подразделяются на: Консументы 1-го порядка - животные, питающиеся растениями, потребляющие кислород и выделяющие углекислый газ; Консументы 1-го порядка - животные, питающиеся растениями, потребляющие кислород и выделяющие углекислый газ; Консументы 2-го порядка – хищники и паразиты растительных организмов; Консументы 2-го порядка – хищники и паразиты растительных организмов; Консументы 3-го и 4-го порядка - сверхпаразиты Консументы 3-го и 4-го порядка - сверхпаразиты

РЕДУЦЕНТЫ Организмы, Организмы, Питающиеся Питающиеся организмами, организмами, бактериями и бактериями и грибами грибами

КРУГОВОРОТ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА

КРУГОВОРОТ КИСЛОРОДА

КРУГОВОРОТ АЗОТА

КРУГОВОРОТ ВОДЫ

КРУГОВОРОТ ЙОДА

КРУГОВОРОТ ВЕЩЕСТВ Круговорот веществ в природе подразумевает общую согласованность Круговорот веществ в природе подразумевает общую согласованность Места Места Времени Времени Скорости процессов Скорости процессов Такую согласованность явлений природы называют экологическим равновесием Такую согласованность явлений природы называют экологическим равновесием

АНТРОПОГЕННЫЙ КРУГОВОРОТ Отличается от биотического своей не замкнутостью Отличается от биотического своей не замкнутостью Изменяет общепланетарный круговорот веществ, резко ускоряя его Изменяет общепланетарный круговорот веществ, резко ускоряя его На входе антропогенного обмена находятся природные ресурсы, на выходе – производственные и бытовые отходы На входе антропогенного обмена находятся природные ресурсы, на выходе – производственные и бытовые отходы

АНТРОПОГЕННЫЙ КРУГОВОРОТ Экологическое несовершенство антропогенного обмена заключается в том, что КПД природных ресурсов, как правило очень низок, а отходы производства ухудшают природную среду, многие из них не разлагаются до природного состояния Экологическое несовершенство антропогенного обмена заключается в том, что КПД природных ресурсов, как правило очень низок, а отходы производства ухудшают природную среду, многие из них не разлагаются до природного состояния

НАПРАВЛЕНИЯ НЕГАТИВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА ПО ОТНОШЕНИЮ К ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ИСТОЩЕНИЕ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ РАЗРУШЕНИЕ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ

ЗАГРЯЗНЕНИЕ Под загрязнением окружающей среды понимают физико-химические изменения состава природного вещества, которые неблагоприятно влияют на окружающую среду обитания Под загрязнением окружающей среды понимают физико-химические изменения состава природного вещества, которые неблагоприятно влияют на окружающую среду обитания Загрязнение окружающей среды бывает космическим (естественным) и антропогенным Загрязнение окружающей среды бывает космическим (естественным) и антропогенным

АНТРОПОГЕННЫЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПЫЛЕВЫЕАРОМАТИЧЕСКИЕ ГАЗОВЫЕТЕПЛОВЫЕ ХИМИЧЕСКИЕРАДИОАКТИВНЫЕ

2. ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ И ЕГО ПОСЛЕДСТВИЯ

ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ Под атмосферным загрязнением понимают присутствие в воздухе газов, паров, частиц твердых и жидких веществ, тепла, колебаний, излучений, которые неблагоприятно влияют на человека, животных, растения, климат, материалы, здания и сооружения

ОСНОВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ Естественные источники Вулканические извержения Лесные пожары Пылевые бури Окисление терпенов Окисление серы и сульфатов, рассеянных в море Природный метан

ОСНОВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ Антропогенные источники Сжигание топлива Испарение нефтепродуктов Производство строительных материалов Холодильная техника Автотранспорт Химические заводы

ОСНОВНЫЕ МЕХАНИЧЕСКИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ Загрязняющие вещества Твердые частицы (зола, пыль и др.) NO2 SO2 Летучие углеводороды, галогеноуглероды (фреоны) Полициклические ароматические углеводороды CO

ФИЗИЧЕСКИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ 1. Тепловые (поступление в атмосферу нагретых газов) 2. Световые (ухудшение естественной освещенности под воздействием искусственных источников света) 3. Шумовые (как следствие антропогенных шумов) 4. Электромагнитные (от линий электропередач, радиотелевидения) 5.Радиоактивные

ГЛОБАЛЬНОЕ ПОТЕПЛЕНИЕ За последние 100 лет отмечено повышение средне глобальной температуры земли на 0,7º, существует гипотеза, что увеличение температуры связано с увеличением концентрации так называемых малых газов в атмосфере, усиливающих парниковый эффект

ПАРНИКОВЫЙ ЭФФЕКТ

МЕХАНИЗМ ПАРНИКОВОГО ЭФФЕКТА Земля Парниковые газы Солнце Парниковые газы пропускают коротковолновую солнечную радиацию Парниковые газы поглощают инфракрасную радиацию, излучаемую земной поверхностью, большая часть поглощенной радиации переходит в тепловую энергию

ОЗОНОВЫЕ ДЫРЫ Общее содержание озона в атмосфере представляет широкий атмосферный пояс, простирающийся на высоте от 10 до 50 км над поверхностью Земли. В середине 80-х годов ученые впервые зафиксировали, что озоновый слой над Землей истощается, а в отдельных районах вовсе исчезает, образуя отверстия в атмосфере, через которые из космоса на Землю просачиваются не самые полезные излучения. Такие места стали называть «озоновыми дырами». Самая большая «озоновая дыра» располагается над Антарктидой и была она обнаружена в 1985 году. Величина ее составляет 11 млн. км 2, что в 3 раза больше, чем территория США.

ОЗОНОВЫЕ ДЫРЫ На помещенной фотографии, представленной учеными NASA, озоновая дыра выглядит в виде большого синего пятна, полностью покрывшего Антарктиду

НОРМИРОВАНИЕ ЗАГРЯЗНЕНЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА В 1939 г в нашей стране в практику природоохранной деятельности внедрены нормативы предельно допустимых концентраций (ПДК) ПДК отражены в санитарных нормах СН Эта величина обоснована клиническими и санитарно-гигиеническими исследованиями и носит законодательный характер

П Д К ПДК – максимальная концентрация примеси в атмосфере, отнесенная к определенному времени осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает вредного влияния на него, включая отдаленные последствия, а также на окружающую среду

ПДК В РФ устанавливаются 2 значения: –Максимальная разовая ПДК в пределах 20 – 30 мин. (не должна приводить к неприятным рефлекторным реакциям (насморк, запах, …)) –Среднесуточная ПДК (не должна приводить к токсичному, канцерогенному и мутагенному воздействию

РЕГУЛИРОВАНИЕ ВЫБРОСОВ Для регулирования выбросов вредных веществ в биосферу используются индивидуальные для каждого вещества и предприятия нормы предельно допустимых выбросов (ПДВ), которые учитывают количество источников, высоту их расположения, распределение выбросов во времени и пространстве и другие факторы и предусмотрены ГОСТ

П Д В ПДВ – предельное количество вредного вещества, разрешаемое к выбросу от данного источника, которое не создает приземную концентрацию, опасную для людей, животного и растительного мира

РАСЧЕТ П Д В Значения ПДВ (г/с) для продуктов сгорания рассчитываются по следующим формулам: Для нагретого выброса: ПДВ = ПДК (Н 2V 1 ΔТ)/А F m n, где Н – высота источника выброса над поверхностью; Т – разность температур выбрасываемых газов и воздуха; А – коэффициент, зависящий от стратификации атмосферы; F – коэффициент скорости оседания вредных веществ в воздухе; m и n – коэффициенты, учитывающие условия выхода газовой смеси из устья источника; V 1 – объемный расход газа, выбрасываемого источником

РАСЧЕТ П Д В Для холодного выброса: ПДВ = 8ПДК (Н 2 3 Н V 1 )/А F n D Для нескольких источников выбросов: ПДВ = ПДК (Н 2 V с ΔТ)/А F m n, Где Н, Т, А, F, m, n – см. предыдущий слайд; D – диаметр устья источника; V с = V 1 + V 2 + …+V n – суммарный объемный расход газовой смеси, V 1, V 2, …,V n – объемные расходы газа, выбрасываемого каждым источником

3. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ГИДРОСФЕРЫ

ГИДРОСФЕРА Гидросфера- прерывистая водная оболочка Земли, располагающаяся между атмосферой и твердой земной корой (литосферой) и представляющая собой совокупность вод океанов, морей и поверхностных вод суши Гидросфера- прерывистая водная оболочка Земли, располагающаяся между атмосферой и твердой земной корой (литосферой) и представляющая собой совокупность вод океанов, морей и поверхностных вод суши

СОСТАВ ГИДРОСФЕРЫ Гидросфера покрывает 70,8 % земной поверхности Гидросфера покрывает 70,8 % земной поверхности Моря и океаны – 94% объема гидросферы Моря и океаны – 94% объема гидросферы Подземные воды – 4% Подземные воды – 4% Льды и снега – 2% Льды и снега – 2% Поверхностные воды суши (реки, озера, болота) – 0,4% Поверхностные воды суши (реки, озера, болота) – 0,4% Незначительное количество воды содержится в атмосфере и живых организмах Незначительное количество воды содержится в атмосфере и живых организмах

КАЧЕСТВО ВОДЫ Совокупность свойств воды, обусловленных характером содержащихся в воде примесей (минеральных и органических веществ) в ионном, молекулярном, комплексном, коллоидном и взвешенном состоянии, а также изотопным составом радионуклидов в воде Совокупность свойств воды, обусловленных характером содержащихся в воде примесей (минеральных и органических веществ) в ионном, молекулярном, комплексном, коллоидном и взвешенном состоянии, а также изотопным составом радионуклидов в воде

СОСТАВ ПРИРОДНЫХ ВОД ОЦЕНИВАЕТСЯ ФИЗИЧЕСКИМИ ПОКАЗАТЕЛЯМИ ХИМИЧЕСКИМИ ПОКАЗАТЕЛЯМИ САНИТАРНО- ГИГИЕНИЧЕСКИМИ ПОКАЗАТЕЛЯМИ

ФИЗИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ СОСТАВА ПРИРОДНЫХ ВОД Температура Температура Содержание взвешенных веществ Содержание взвешенных веществ Цветность Цветность Запах Запах Привкус Привкус

ХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ СОСТАВА ПРИРОДНЫХ ВОД Ионный состав Ионный состав Жесткость Жесткость Щелочность Щелочность Окисляемость Окисляемость Активная реакция водородных ионов (pH) Активная реакция водородных ионов (pH) Сухой остаток Сухой остаток Общее солесодержание Общее солесодержание Содержание растворенного Содержание растворенного кислорода, кислорода, сероводорода, сероводорода, активного хлора, активного хлора, свободной углекислоты свободной углекислоты

САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ СОСТАВА ПРИРОДНЫХ ВОД Токсичность (мышьяк, стронций, бериллий, свинец, ртуть, др. тяжелые металлы, радионуклиды) Токсичность (мышьяк, стронций, бериллий, свинец, ртуть, др. тяжелые металлы, радионуклиды) Содержание растворенных в воде газов (кислород, углекислый газ, аммиак, …). Газы обусловливают не только запахи, но и коррозийную активность воды по отношению к трубопроводам, к оборудованию. Содержание растворенных в воде газов (кислород, углекислый газ, аммиак, …). Газы обусловливают не только запахи, но и коррозийную активность воды по отношению к трубопроводам, к оборудованию.

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ГИДРОСФЕРЫ По данным Всемирной организации здравоохранения, около 80% всех инфекционных заболеваний в мире связано с неудовлетворительным качеством питьевой воды и нарушениями санитарно-гигиенических норм водоснабжения

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ГИДРОСФЕРЫ По экспертным оценкам до 80% всех химических соединений, попадающих во внешнюю среду, рано или поздно попадают в водоисточники

БЕЗОПАСНОСТЬ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ Примеси, от которых зависит безопасность ресурсов питьевой воды: 1. Неорганические химические вещества (ртуть, кадмий, нитраты, свинец и их соединения, а также соединения хрома, меди) 2. Органические химические соединения (нефть и нефтепродукты, пестициды, полихлорбифенилы) 3. Болезнетворные микроорганизмы, паразиты

ОСНОВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ГИДРОСФЕРЫ Промышленные сточные воды Хозяйственно – бытовые сточные воды Дренажные воды с орошаемых земель Организованный и неорганизованный сток с территорий населенных пунктов и промышленных площадок Сельскохозяйственные поля и крупные животноводческие комплексы Водный транспорт

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД Подземные воды загрязняются –Нефтяными промыслами –Предприятиями горнодобывающей промышленности –Хранилищами химических отходов –Канализационными стоками населенных пунктов

3. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВЫ 4. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВЫ

ПОЧВА Природное тело, возникшее в результате преобразования поверхностных слоев литосферы под совместным воздействием воды, воздуха и живых организмов Основное свойство почвы - плодородие

ОСНОВНЫЕ ПРОЦЕССЫ, ПРИВОДЯЩИЕ К РАЗРУШЕНИЮ ПОЧВ Аридизация суши Эрозия почв –Ветровая –Водная –Техническая –Ирригационная

АРИДИЗАЦИЯ АРИДИЗАЦИЯ – комплекс процессов уменьшения влажности обширных территорий и вызванное этим сокращение биологической продуктивности экологических систем

ЭРОЗИЯ ПОЧВ Эрозия почв – разрушение почв под действием ветра, воды, техники и ирригации

ЭРОЗИЯ ПОЧВ

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВЫ Техногенная интенсификация производства способствует загрязнению и дегумификации, вторичному засолению, эрозии почвы Изменение содержания микроэлементов в почве немедленно сказывается на здоровье травоядных животных и человека, приводит к нарушению обмена веществ, вызывая различные заболевания