Размещено на http://www.allbest.ru/

36

Федеральное агентство по образованию

Томский государственный архитектурно-строительный университет

Контрольная работа

По дисциплине «Основы экологии»

Выполнила студентка гр.1782

Вариант 049

Ивачева Юлия Владимировна

Томск 2009

Содержание

1. Человек как биологический и социальный организм природы. Природа и сущность человека как причина возникновения экологической проблемы. Противоречия между биологической и культурной эволюцией человеческого общества

2. Участие организмов в круговороте веществ и энергии. Проблема нарушения круговорота веществ в биосфере

3. Соответствие между организмами и средой их обитания. Жизненная форма и ее приспособительное значение

4. Способность организма адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды как фактор сохранения здоровья

5. Экологический мониторинг. Виды мониторинга. Значение мониторинга. Прогнозирование последствий антропогенного воздействия на окружающую среду

6. Проблема экологических последствий военных конфликтов. Экологические последствия крупномасштабной ядерной войны. Экологические последствия применения бактериологического оружия. Особенности современных конфликтов

7. Биосфера и космос. Экологическое значение их взаимодействия. Космическое излучение. Магнитное поле земли. Озоновый экран

8. Международное сотрудничество в области охраны окружающей среды. Объекты международно-правовой охраны окружающей среды

Список использованной литературы

Приложение

1. Человек как биологический и социальный организм природы. Природа и сущность человека как причина возникновения экологической проблемы. Противоречия между биологической и культурной эволюцией человеческого общества

История человеческого общества на Земле - это история природопользования. Благодаря достижениям науки и техники человек получил в свои руки мощные орудия воздействия на природу. Эти достижения позволили человеку вторгаться в микро- и макромиры, влиять на процессы, протекающие в биосфере, превращать бесплодные земли в плодородные угодья и цветущие сады, т.е. человек, практически создавая новые орудия производства, преобразует по-своему природу и вовлекается в использование ранее недоступных ему ресурсов.

Вторгаясь в природные процессы, человек нередко нарушает закономерности их протекания, вызывает нежелательные для него же изменения в природе. Поэтому перед человечеством в конце XX - начале XXI в. встали задачи по предотвращению кризиса природной среды, или, как теперь говорят, экологического кризиса, осуществлению охраны природы и рациональному использованию ее ресурсов.

Прогресс человечества непосредственно связан с научно-технической революцией, которая вызревала с нарастающим темпом, обеспечив гигантское приращение материальных ценностей и духовных возможностей человека. Но эти ценности и возможности оказались двоякого рода. Налицо, с одной стороны, качественный скачок производительных сил, а с другой стороны - качественный скачок в средствах разрушения самой природы. Впервые в истории человечества нависла угроза уничтожения всего живого на Земле.

Человечество осознало, что усиливающееся загрязнение окружающей среды вредит здоровью нынешнего поколения и может сделать жизнь невозможной для последующего. Наконец, человечество должно готовить себя к мирной жизни, сознавая, что численность людей будет расти, а природные ресурсы истощаться, что, развивая производство, строительство жилья, человек неизбежно обостряет экологические проблемы. Стало также ясно, что надо отбросить даже мысль о покорении природы. Осознание безнравственности борьбы с природой, в том числе многими учеными, претендовавшими на философское и социальное лидерство, только теперь входит в структуру нового ноосферного мышления.

Воздействие человека на окружающую его природную среду может рассматриваться в разных аспектах в зависимости от цели изучения этого вопроса. С точки зрения экологии представляет интерес рассмотрение воздействия человека на экологические системы под углом зрения соответствия или противоречия действий человека объективным законам функционирования природных экосистем. Исходя из взгляда на биосферу как глобальную экосистему, все многообразие видов деятельности человека в биосфере приводит к изменениям: состава биосферы, круговоротов и баланса слагающих ее веществ; энергетического баланса биосферы; биоты. Направленность и степень этих изменений таковы, что самим человеком им дано название экологического кризиса. Современный экологический кризис характеризуется следующими проявлениями:

- постепенное изменение климата планеты вследствие изменения баланса газов в атмосфере;

- общее и местное (над полюсами, отдельными участками суши) разрушение биосферного озонового экрана;

- загрязнение Мирового океана тяжелыми металлами, сложными органическими соединениями, нефтепродуктами, радиоактивными веществами, насыщение вод углекислым газом;

- разрыв естественных экологических связей между океаном и водами суши в результате строительства плотин на реках, приводящий к изменению твердого стока, нерестовых путей и т.п.;

- загрязнение атмосферы с образованием кислотных осадков, высокотоксичных веществ в результате химических и фотохимических реакций;

- загрязнение вод суши, в том числе речных, служащих для питьевого водоснабжения, высокотоксичными веществами, включая диоксины, тяжелые металлы, фенолы;

- опустынивание планеты;

- деградация почвенного слоя, уменьшение площади плодородных земель, пригодных для сельского хозяйства;

- радиоактивное загрязнение отдельных территорий в связи с захоронением радиоактивных отходов, техногенными авариями и т.п.;

- накопление на поверхности суши бытового мусора и промышленных отходов, в особенности практически неразлагающихся пластмасс;

- сокращение площадей тропических и северных лесов, ведущее к дисбалансу газов атмосферы, в том числе сокращению концентрации кислорода в атмосфере планеты;

- загрязнение подземного пространства, включая подземные воды, что делает их непригодными для водоснабжения и угрожает пока еще мало изученной жизни в литосфере;

- массовое и быстрое, лавинообразное исчезновение видов живого вещества;

- ухудшение среды жизни в населенных местах, прежде всего урбанизированных территориях;

- общее истощение и нехватка природных ресурсов для развития человечества;

- изменение размера, энергетической и биогеохимической роли организмов, переформирование пищевых цепей, массовое размножение отдельных видов организмов;

- нарушение иерархии экосистем, увеличение системного однообразия на планете.

2. Участие организмов в круговороте веществ и энергии. Проблема нарушения круговорота веществ в биосфере

Главная функция биосферы заключается в обеспечении круговорота химических элементов, который выражается в циркуляции веществ между атмосферой, почвой, гидросферой и живыми организмами.

Вода испаряется и воздушными течениями переносится на большие расстояния. Выпадая на поверхность суши в виде осадков, она способствует разрушению горных пород, делает их недоступными для растений и микроорганизмов, размывает верхний почвенный слой и уходит вместе с растворенными в ней химическими соединениями и взвешенными органическими частицами в моря и океаны (рис. 1). Циркуляция воды между океаном и сушей представляет собой важнейшее звено в поддержании жизни на Земле. Благодаря этому процессу происходит постепенное разрушение литосферы, компоненты которой переносятся в моря и океаны.

Рис. 1. Круговорот воды в биосфере

Циркуляция воды между океаном и сушей представляет собой важнейшее звено в поддержании жизни на Земле. Благодаря этому процессу происходит постепенное разрушение литосферы, компоненты которой переносятся в моря и океаны.

Углерод входит в состав разнообразных органических веществ, из которых состоит все живое. В процессе фотосинтеза зеленые растения используют углевод диоксида углерода и водород воды для синтеза органических соединений, а освободившийся кислород поступает в атмосферу. Им дышат различные животные и растения, а конечный продукт дыхания - СО2 - выделяется в атмосферу (рис. 2).

Атмосферный азот включается в круговорот благодаря деятельности азотфиксирующих бактерий и водорослей, синтезирующих нитраты, пригодные для использования растениями (рис. 3). Часть азота фиксируется в результате образования оксидов во время электрических разрядов в атмосфере. Соединения азота из почвы поступают в растения и используются для построения белков. После отмирания живых организмов гнилостные бактерии разлагают органические остатки до аммиака.

Рис. 2. Круговорот углерода в биосфере

Хемосинтезирующие бактерии превращают аммиак в азотистую, затем в азотную кислоту. Некоторое количество азота, благодаря деятельности денитрифицирующих бактерий, поступает в воздух. Часть азота оседает в глубоководных отложениях и на длительный срок выключается из круговорота; эта потеря компенсируется поступлением азота в воздух с вулканическими газами.

Сера входит в состав ряда аминокислот и также представляет собой жизненно важный элемент.

Рис. 3. Круговорот азота в биосфере

Находящиеся глубоко в почве и в морских осадочных породах соединения серы с металлами - сульфиды - переводятся микроорганизмами в доступную форму - сульфаты, которые и поглощаются растениями. С помощью бактерий осуществляются отдельные реакции окисления-восстановления. Глубоко залегающие сульфаты восстанавливаются до H₂S, который поднимается вверх и окисляется аэробными бактериями до сульфатов. Разложение трупов животных или остатков растений обеспечивает возврат серы в круговорот (рис. 4). В результате деятельности человека движение многих веществ резко ускоряется, при этом в одних местах возникает недостаток, а в других - избыток каких-то веществ. Примером служит повышенный выброс SO₂b атмосферу при сжигании топлива. В окрестностях медеплавильных заводов избыток SO₂ в воздухе вызывает гибель растительности вследствие нарушения процесса фотосинтеза.

Фосфор сосредоточен в отложениях, образовавшихся в прошлые геологические эпохи. Постепенно он вымывается из них и попадает в экосистемы или вносится на поля как удобрение. Растения используют только часть этого фосфора; много его уносится реками в моря и снова отлагается в осадках. Вместе с выловом рыбы, содержащей этот элемент, на сушу возвращается примерно 60 000 т элементарного фосфора, добывается же ежегодно 1-2 млн. т фосфорсодержащих пород. Хотя запасы фосфорсодержащих пород велики, в будущем придется предпринимать специальные меры для возвращения фосфора в круговорот веществ.

Рис. 4. Круговорот серы в биосфере

Вывод:

Циркуляция воды между океаном и сушей представляет собой важнейшее звено в поддержании жизни на Земле.

Углерод входит в состав разнообразных органических веществ, из которых состоит все живое.

Атмосферный азот включается в круговорот благодаря деятельности азотфиксирующих бактерий и водорослей, синтезирующих нитраты, пригодные для использования растениями.

Сера входит в состав ряда аминокислот и представляет собой жизненно важный элемент.

3. Соответствие между организмами и средой их обитания. Жизненная форма и ее приспособительное значение

Окружающая среда - это вещество, энергия и пространство, окружающие организмы и воздействующие на них как положительно, так и отрицательно. Природная среда - это совокупность природных абиотических и биотических (биогенных) факторов по отношению к растениям, животным и другим организмам вне зависимости от контактов с человеком. Природная среда включает среду географической оболочки; биогенную среду (совокупность биологической и биотической сред); абиотическую среду (все силы и явления природы, ее вещество и пространство в приложении к живым организмам или объектам с участием живого) и некоторые другие виды сред. Антропогенная среда - природная среда, измененная человеком. Она включает «квазиприродную среду» (окультуренные ландшафты, агроценозы и некоторые другие объекты, неспособные к самоподдержанию среды); «артеприродную среду» (искусственное окружение людей - здания, сооружения, асфальтированные и другие дороги в сочетании с природными элементами - почвой, растительностью, воздухом, светом и др.); окружающую человека среду - совокупность абиотических, биотических и социальных факторов в сочетании с «квазиприродной» и «артеприродной» средами. частности, среду обитания - часть природной среды, окружающую живые организмы, с которой они взаимодействуют. Абиотические факторы - это факторы неживой природы, формирующиеся под воздействием косных тел ее. К абиотическим факторам в наземных экосистемах относятся: климатические - свет, тепло, воздух (его состав и движение), влага (включая осадки в разных формах, влажность воздуха и почвы и др.); эдафические (или почвенно-грунтовые) - гранулометрический и химический составы почв и грунтов, их физические свойства орографические (условия рельефа). На водные организмы влияет комплекс гидрологических факторов (гидрофизические, гидрохимические). Абиотические факторы могут оказывать на организмы прямое и косвенное (опосредованное) действие. Фитогенные факторы - это влияние растений (как прямое, так и косвенное). К прямому влиянию относятся механические контакты, симбиоз, паразитизм, поселение эпифитов и др. Антропогенные факторы (от гр. anthropos - человек и genos - рождение) отражают влияние деятельности человека на окружающую среду. С воздействием антропогенных факторов связано уничтожение продуктов эволюции - многих видов животных и растений, их сложнейших систем совместного существования - биоценозов.

Хотя границы биосферы довольно узки, живые организмы в их пределах распределены очень неравномерно. На большой высоте и в глубинах гидросферы и литосферы организмы встречаются относительно редко. Жизнь сосредоточена главным образом на поверхности земли, в почве и в приповерхностном слое океана.

Общую массу живых организмов оценивают в 2,43х10¹² т. Биомасса организмов, обитающих на суше, на 92,2% представлена зелеными растениями и 0,8% - животными и микроорганизмами. Напротив, в океане на долю растений приходится 6,3%, а на долю животных и микроорганизмов 93,7% всей биомассы. Жизнь сосредоточена главным образом на суше. Суммарная биомасса океана составляет всего 0,03х10¹² т, или 0,13% биомассы всех существ, обитающих на Земле.

В распределении живых организмов по видовому составу наблюдается важная закономерность. Из общего числа видов 21% приходится на растения, но их вклад в общую биомассу составляет 99%. Среди животных 96% видов - беспозвоночные и только 4% - позвоночные, из которых только десятая часть - млекопитающие. Таким образом, в количественном отношении преобладают формы, стоящие на относительно низком уровне эволюционного развития. Масса живого вещества составляет всего 0,01-0,02% от косного вещества биосферы, однако она играет ведущую роль в геохимических процессах.

Рис. 5. Распространение организмов в биосфере:

1 - уровень озонового слоя, задерживающего жесткое ультрафиолетовое излучение, 2 - граница снегов, 3 - почва, 4 - животные, обитающие в пещерах, 5- бактерии в нефтяных скважинах, 6- придонные организмы

Вещества и энергию, необходимую для обмена веществ, организмы черпают из окружающей среды. Огромные количества живой материи воссоздаются, преобразуются и разлагаются. Ежегодно, благодаря жизнедеятельности растений и животных, воспроизводится около 10% биомассы. Чтобы представить масштабы геохимической деятельности организмов, приведем некоторые цифры. Ежегодная продукция живого вещества в биосфере составляет 232,5 млрд. т сухого органического вещества. За это же время в процесс фотосинтеза вовлекается 46 млрд. т углерода. Для этого необходимо, чтобы 170х10⁹ т диоксида углерода прореагировало с 68х10⁹т воды. В процесс жизнедеятельности ежегодно вовлекается 6х10⁹ азота, 2х10⁹ фосфора, а также калий, кальций, магний, сера, железо и другие элементы. Деятельность живых организмов служит основой круговорота веществ в природе.

Вывод: Биосфера Земли - оболочка планеты, заселенная живыми организмами.

Границы биосферы пролегают непосредственно под озоновым экраном и в толще земной коры на глубине 3-7 км.

В основном жизнь сконцентрирована на поверхности Земли и в приповерхностных водах мирового океана.

Растения составляют основную часть биомассы планеты.

4. Способность организма адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды как фактор сохранения здоровья

Конечная цель охраны природы состоит в обеспечении благоприятных условий для жизни настоящего и последующих поколений людей, развития народного хозяйства, науки и культуры всех народов, населяющих нашу планету.

Для молодых людей, получающих образование, необходимо понимание серьезности проблем, стоящих перед охраной природы. Нужно осознавать, что даже в том случае, если на промышленных предприятиях будут выполняться все меры охраны среды, человечество будет отрицательно воздействовать на природу. Замена сложных биоценозов агроценозами, строительство городов и различных сооружений, снижающих биопродуктивность громадных территорий, химизация сельского хозяйства, локальные изменения гидротермического режима акваторий и территорий, промышленное использование все большего числа видов животных и растений - эти и многие другие воздействия оказывают, и будут оказывать на природу все более сильное влияние даже при соблюдении всех мыслимых мер предосторожности. По мнению академика С. С. Шварца, борьба за «здоровую биосферу» должна вестись в двух направлениях: путем сведения к минимуму непосредственных вредных последствий индустриального давления на природу и путем разработки мероприятий, обеспечивающих возможность нормального функционирования биосферы и слагающих ее биоценозов в новых условиях. Константинов В.М., Челидзе Ю. Б. Экологические основы природопользования: Учеб. Пособие для студ.учреждений сред. проф. образования. - М.: Мастерство, 2002. с 22-23

Первым считается кризис присваивающего хозяйства: собирательства и примитивной охоты. Полагают, что он возник в связи с истощением естественных запасов плодов, съедобных растений, с истреблением небольших животных в местах обитания древних людей. Кризис удалось преодолеть путем перехода на коллективную охоту на крупных зверей с применением более совершенных орудий: лука, копья, гарпуна и разделения труда между участниками охоты. Новый экологический кризис возник, как полагают, в конце ледникового периода, когда стали исчезать крупные животные - шерстистый носорог, пещерный медведь, мамонт. Этот кризис связывают с перепромыслом крупных зверей весьма искусными охотниками, возросшую численность которых не могла обеспечить естественная кормовая база. Выход из этого кризиса был найден в переходе от присваивающего к производящему хозяйству. Развитие животноводства и земледелия определило прогресс человечества на несколько тысячелетий.

Следующий кризис возник в аридных районах - местах древнего орошаемого земледелия. Этому способствовали полное сведение лесов и чрезмерная нагрузка примитивного земледелия на почвы, вызвавшие их ускоренную эрозию и засоление. Теперь в этих районах Северной Африки, на Ближнем Востоке, в Средней и Центральной Азии находятся пустыни. Опустыниванию аридных районов способствовал и перевыпас скота. Процессы расширения пустынных территорий из-за перевыпаса скота и нерационального земледелия продолжаются и в наше время. Во многих районах они приобрели характер крупных региональных экологических катастроф.

Нарастание современного экологического кризиса во взаимоотношениях природы и общества связывают с научно-технической революцией. При этом региональные кризисные ситуации, возникающие из-за истощения природных ресурсов, успешно разрешаются совершенствованием технологий поиска, добычи, транспортировки, переработки традиционных природных ресурсов, использованием новых ресурсов и изготовлением синтетических материалов.

Более грозные свидетельства нарастающих кризисных ситуаций во взаимоотношениях общества и природы в разных регионах связаны с деградацией естественных природных экосистем, вызванной чрезмерной нагрузкой на биоценозы, ростом народонаселения и загрязнением окружающей среды.

В последние годы по вине человека частыми становятся экологические катастрофы, вызванные химическим и радиоактивным загрязнениями. Прошло уже более 50 лет со времени атомной бомбардировки японских городов Хиросимы и Нагасаки, но и сейчас ежегодно пополняются списки умерших от лучевой болезни. Теперь стали широко известными последствия разноса ветром радиоактивной пыли и отходов на предприятии «Маяк» в Челябинской области в 1957 г. Авария на 4-м энергоблоке Чернобыльской АЭС в 1986 г. стала самой страшной экологической катастрофой XX в. Экологические катастрофы разного масштаба возникают в результате химического загрязнения окружающей среды. Во все медицинские и экологические справочники вошли сведения о болезни Мина-мата, которая возникла у населения в результате загрязнения окружающей среды соединениями ртути. Катастрофические последствия возникают в результате загрязнения промышленными выбросами и выхлопными газами автомобилей и образования ядовитых туманов - смогов в крупных городах.

Лекарственные растения. В последнее время, несмотря на успехи химии и обилие синтетических лекарств, повысился интерес к лекарственным средствам из растений. Все популярнее становится точка зрения, что лекарственные препараты естественного происхождения более действенны, так как активные вещества в растении обычно находятся в комплексе.

Спрос на лекарственное сырье возрастает. Однако следует не увеличивать изъятие растений из природы, а вести хозяйство в природе: посев растений, чередование участков сбора, создание временных заказников и т. п. В настоящее время уже создано несколько заказников.

5. Экологический мониторинг. Виды мониторинга. Значение мониторинга. Прогнозирование последствий антропогенного воздействия на окружающую среду

Экологический мониторинг (понятие введено Стокгольмской конференцией в 1972 г.) - это наблюдение, оценка, анализ состояния изменения окружающей природной среды. Это комплексная система сбора информации, контроля, оценки, прогнозирования состояния окружающей среды на локальном, национальном, региональном и глобальном уровнях. Под экологическим мониторингом следует понимать организованный мониторинг окружающей среды, при котором, во-первых, обеспечивается постоянная оценка экологических условий среды обитания человека и биологических объектов (растений, животных, микроорганизмов и т. д.), а также оценка состояния и функциональной ценности экосистемы; во-вторых, создаются условия для определения корректирующих действий в тех случаях, когда целевые показатели экологических условий не достигаются. В систему мониторинга должны входить следующие основные процедуры:

выделение (определение) объекта наблюдения;

обследование выделенного объекта наблюдения;

составление информационной модели для объекта наблюдения;

планирование наблюдений;

оценка состояния объекта наблюдения и идентификация его информационной модели;

прогнозирование изменения состояния объекта наблюдения: представление информации в удобной для использования форме и доведение се до потребителя.

Основные задачи экологического мониторинга:

наблюдение за источником антропогенного воздействия;

наблюдение за фактором антропогенного воздействия;

наблюдение за состоянием природной среды под влиянием факторов антропогенного воздействия и оценка прогнозируемого состояния природной среды.

При разработке проекта экологического мониторинга необходима следующая информация:

источник поступления загрязняющих веществ в окружающую среду;

выбросы загрязняющих веществ в атмосферу промышленными, энергетическими, транспортными и другими объектами;

сбросы сточных вод в водные объекты;

поверхностные смывы загрязняющих и биогенных веществ в поверхностные воды-суши и моря;

внесение на земную поверхность и/или в почвенный слой загрязняющих и биогенных веществ вместе с удобрениями и ядохимикатами при сельскохозяйственной деятельности;

места захоронения и складирования промышленных и коммунальных отходов; техногенные аварии, приводящие к выбросу в атмосферу опасных веществ и/или разливу жидких загрязняющих и опасных веществ и т.д.;

переносы загрязняющих веществ - процессы атмосферного переноса; процессы переноса и миграции в водной среде;

процессы ландшафтно-геохимического перераспределения загрязняющих веществ - миграция загрязняющих веществ по почвенному профилю до уровня фунтовых вод; миграция загрязняющих веществ по ландшафтно-геохимическому сопряжению с учетом геохимических барьеров и биохимических круговоротов. Наблюдения за этими процессами целесообразно проводить периодически на специально выделенной системе пунктов: контрольные водосборы - катеты - площадки - створы;

данные о состоянии антропогенных источников эмиссии - мощность источника эмиссии и месторасположение его, гидродинамические условия поступления эмиссии в окружающую среду.

Мониторинг загрязнения природной среды базируется на сети пунктов режимных наблюдений. По состоянию на 1997 г. ее показатели характеризовались следующими данными:

Общий объем определений содержания вредных веществ в атмосферном воздухе городов и населенных пунктов за год составил 4 млн. проб.

Степень загрязнения почв оценивалась по результатам более 30-50 тыс. определений и проб, отбираемых в отдельные годы в 300-500 хозяйствах.

Загрязнение поверхностных вод суши контролировалось по всем основным водотокам и водоемам. Так, за 1997 г. отобрано и проанализировано почти 40 тыс. проб воды, выполнено около 950 тыс. определений по 158 гидрохимическим показателям. Гидробиологическими наблюдениями было охвачено 218 водных объектов.

Наблюдения за загрязнением морской среды по гидрохимическим показателям проводят 623 морские станции.

Насчитывалось около 40 постов наблюдения системы комплексного мониторинга загрязнения природной среды и состояния лесной растительности.

Система контроля загрязнения снежного покрова на территории России осуществлялась на 645 метеостанциях, охватывая площадь 117 млн. км². В пробах определялись ионы сульфата, нитрата, аммония, значения рН, а также 6енз(а)пирен и тяжелые металлы.

Сеть системы глобального атмосферного фонового мониторинга (БАМПОН) состоит из станций трех типов: базовых, региональных и региональных с расширенной программой.

На территории России шесть станций комплексного фонового мониторинга (СКФМ) расположены в биосферных заповедниках. Создана система мониторинга важнейших компонентов атмосферы: озона, диоксида углерода, оптической плотности аэрозоля, химического состава осадков, атмосферно-электрических характеристик. Наблюдения за этими компонентами входят в обязательную программу исследований в рамках глобальной службы атмосферы (ГСА) БАМПОН, а входящие в них станции являются частью глобальных международных наблюдательных сетей.

Наблюдения за радиационной обстановкой на территории Российской Федерации ведутся ежедневно. Более чем на 1300 метеостанциях измеряются уровни радиации на местности, в 300 пунктах - уровни радиации выпадений (в 50 из них - концентрации). Кроме того, проводятся интенсивные работы по обследованию территорий, пострадавших после аварии на Чернобыльской АЭС, в том числе подворные обследования в населенных пунктах на территории с плотностью загрязнения более 5 Ки/км.

Глобальный мониторинг - это слежение за мировыми процессами и явлениями в биосфере и осуществление прогноза возможных изменений (рис. 6).

Региональный мониторинг охватывает отдельные регионы, в пределах которых наблюдаются процессы и явления, отличающиеся по природному характеру или по антропогенным воздействиям от естественных биологических процессов.

Рис. 6. Государственная система экологического мониторинга

Импактный мониторинг проводится в особо опасных зонах, непосредственно примыкающих к источникам загрязняющих веществ.

Базовый мониторинг - это слежение за состоянием природных систем, на которые практически не накладываются антропогенные воздействия. Для осуществления базового мониторинга используют удаленные от промышленных регионов территории, в том числе биосферные заповедники.

Система мониторинга включает несколько групп наблюдений первая группа наблюдений определяет источники и фактора воздействия на окружающую природную среду. Наблюдение за естественными явлениями (вулканизмом, спонтанным выходом нефти, газа, лесными пожарами и т. д.) и антропогенными выбросами.

Вторая группа наблюдений связана с самим состоянием окружающей среды, т. е. с наблюдениями за природными объектами, ресурсами, ландшафтами, народонаселением, урбанизацией, круговоротом веществ, физическим и химическим состоянием окружающей природной среды, источниками и путями антропогенного загрязнения биосферы.

Третья группа наблюдений связана с реакцией поведения крупных систем (погоды, климата, биосферы в целом).

Средствами мониторинга являются физические, химические, биологические, авиационные и космические методы исследований.

В рамках современных представлений общий мониторинг должен состоять из трех основных ступеней.

Биологический мониторинг, представляющий собой обоснование связи между изменением окружающей природной среды и состоянием здоровья человека, учет канцерогенных и мутагенных факторов, влияющих на изменение состояния окружающей среды и ее составляющих. При этом генетический мониторинг представляет собой непрерывный процесс слежения за генетическими изменениями в живых организмах. На уровне глобальных и локальных загрязнений биосферы выделяется интегральный мониторинг роста врожденных дефектов в популяции человека. В настоящее время возникает необходимость создания глобальной генетической службы слежения за динамикой генетических изменений человека. Она должна дополняться мониторингом генофондов других животных. Службе генетического мониторинга подлежит реагировать на число мутаций, темпы их роста и т. д.

Геоэкологический (природно-хозяйственный) мониторинг обеспечивает наблюдение за природными экосистемами, агробиотой, индустриальными экосистемами. В этом случае применяют геофизические, геобиохимические, биологические методы (определение качественной способности среды к самоочищению, энергетического, вещественного баланса, биопродуктивности экосистем и различные ПДК). Этот контроль обеспечивает сеть контрольных пунктов наблюдений и полигонов. Первая группа полигонов представляет собой объект наблюдений трофических цепей и их нарушения, а также ПДК и БПЭ. Ко второй группе полигонов относится изучение ресурсов экосистем. К третьей группе относятся полигоны по изучению действенности систем и методов управления процессами использования природных условий и ресурсов.

Биосферный мониторинг представляет собой отслеживание изменений в биосфере, вызванных антропогенным воздействием. В России программа фонового экологического мониторинга реализуется в Центрально-Черноземном, Приокско-Теркском, Сихотэ-Алиньском заповедниках и на кораблях Госкомгидромета.

6. Проблема экологических последствий военных конфликтов. Экологические последствия крупномасштабной ядерной войны. Экологические последствия применения бактериологического оружия. Особенности современных конфликтов

круговорот адаптация экологический мониторинг

Любые военные действия наносят окружающей природной среде весьма ощутимый ущерб, особенно если они ведутся на большой территории в течение длительного времени, однако и при кратковременных военных конфликтах могут возникнуть чрезвычайные экологические ситуации, если возможный противник применит современные средства поражения. Преднамеренные воздействия человека на природу и окружающую среду в военных целях получили названия экоцида (биоцида, экологической войны).

В настоящее время наиболее разрушительным потенциалом обладает оружие массового уничтожения - ядерное, химическое и бактериологическое. Все компоненты окружающей природной среды и человек, в первую очередь, весьма уязвимы для каждого из этих видов оружия.

Ядерное оружие характеризуется большой мощностью и различным поражающим действием, которое определяется воздействиями на окружающую среду ударной волны, светового излучения, проникающей радиации, радиоактивного заражения и электромагнитного импульса.

Ударная волна при ядерном взрыве обладает колоссальной разрушительной силой, нанося незащищенным людям и животным тяжелые травмы, вплоть до их гибели. При избыточном давлении во фронте ударной волны более 50 кПа наблюдается полное повреждение лесного массива, деревья с корнем вырываются, а у людей разрываются внутренние органы, переламываются кости.

Световое излучение вызывает сильнейшие ожоги открытых участков тела, в том числе сетчатки глаз. В Хиросиме и Нагасаки термические поражения (ожоги) были основными последствиями ядерных взрывов.

Под воздействием проникающей радиации, вызываемой смертоносными гамма-лучами и нейтронами, у людей и животных возникает лучевая болезнь, которая в тяжелых случаях заканчивается летальным исходом.

В 70-80-е гг. было введено понятие «ядерной зимы» - модельно прогнозируемого резкого и длительного похолодания, могущего возникнуть в случае войны с применением термоядерного оружия (Н. Н. Моисеев, М. И. Будыко, Г. С. Голицын и др.). При этом среднее понижение температуры воздуха над северным полушарием прогнозируется более чем на 20 "С. Грандиозные пожары, которые неизбежно будут сопровождать ядерные взрывы, создадут огромные массы газообразных примесей и дыма, которые вызовут затемнение поверхности Земли («ядерная ночь») на многие недели и даже месяцы.

«Ядерная зима» - это глобальная экологическая катастрофа, которая в случае ее возникновения окажет разрушительное действие на основные природные экосистемы Земли и приведет к самоуничтожению человечества.

Химическое оружие предназначено для отравления человека и природы с помощью боевых отравляющих веществ - газов, жидкостей или твердых веществ. Средства их применения: ракеты, мины, снаряды, бомбы или распыление с самолетов. Химические отравляющие вещества способны внедряться и передвигаться по трофическим цепям, представляя высокую токсичную опасность для жизнедеятельности организмов.

В настоящее время создан принципиально новый класс боевых отравляющих веществ - нервнопаралитического действия (зарин, табун, зоман и др.), а также отравляющие вещества психогенного, общеядовитого и удушающего действия. Все они оказывают крайне негативное влияние на природные экосистемы, вызывая массовые поражения людей, гибель большой части популяций любых позвоночных животных, растений.

Во Вьетнаме боевые отравляющие вещества применялись в основном в виде дефолиантов (гербицидов), что приводило к потере растениями листьев, нарушению роста, а впоследствии и к полной гибели их на больших площадях, что, безусловно, имело отрицательное воздействие на все природные экосистемы. В результате распыления армией США свыше 100 тыс. т дефолиантов (гербицидов) во Вьетнаме было уничтожено 12% лесов, 40% мангров и более 5% сельхозугодий страны. Из 150 видов птиц осталось 18, почти полностью исчезли насекомые, многие растения погибли как биологический вид. Непосредственный ущерб здоровью был причинен 1,6 млн. вьетнамцев. Более 7 млн. человек были вынуждены покинуть районы, где было применено химическое оружие (Н. Ф. Реймрс, 1990). Авторы отчета Американской академии наук считают, что растительность Вьетнама и Камбоджи сумеет преодолеть последствия этого массированного применения уничтожающих растительность боевых веществ только через десятилетия, если не через столетия.

Бактериологическим (биологическим) оружием называют бактериальные средства (бактерии, вирусы и др.), яды (токсины), предназначенные для массового поражения людей. Используются с помощью живых переносчиков заболеваний (грызунов, насекомых и др.), либо в виде боеприпасов, начиненных зараженными порошками или жидкостью.

Бактериологическое оружие способно вызвать массовые инфекционные заболевания людей и животных чумой, холерой, сибирской язвой и другими болезнями, даже попадая в их организм в ничтожно малых количествах. Многие бактерии способны образовывать споры, которые могут сохраняться в почве в течение десятилетий.

Ликвидация всех видов оружия массового уничтожения - единственно реальный путь предотвращения глобальной экологической катастрофы, связанной с военными действиями. Сейчас же оружие массового уничтожения представляет угрозу самому существованию планеты. Только мощность накопленных запасов ядерного оружия в мире в 80-е гг. составляла 16 - 18-109 т, т. е. на каждого жителя планеты приходилось более 3,5 т тротилового эквивалента.

7. Биосфера и космос. Экологическое значение их взаимодействия. Космическое излучение. Магнитное поле земли. Озоновый экран

Современная кислородная атмосфера Земли - уникальное явление среди планет Солнечной системы, и эта ее особенность связана с наличием на нашей планете жизни. О том, какой могла быть первичная атмосфера, можно судить по составу атмосферы других планет, а он достаточно хорошо изучен при помощи современных астрофизических методов. Кроме азота, составляющего большую часть и современной атмосферы, в первичной атмосфере Земли содержались углекислый газ и окись углерода, метан, цианистый водород, аммиак, водород н, разумеется, пары воды. Свободный кислород в ничтожной концентрации присутствовал, по-видимому, только в верхних слоях атмосферы, где он возникал в результате частичного разложения воды под действием жестких излучений и быстро связывался вновь. Состоявшая из восстановленных веществ и соединений, первичная атмосфера в целом обладала восстановительными свойствами.

В условиях восстановительной атмосферы и отсутствия растворенного кислорода в воде первичного океана из органических веществ, синтезированных в результате физико-химических процессов на поверхности остывающей планеты, около 4 миллиардов лет назад возникла жизнь. Только тогда, когда в процессе эволюции в первичном океане возникли первые организмы, способные к фотосинтезу, началось преобразование атмосферы, поскольку газообмен между воздухом и водой шел по всей огромной поверхности океана, в котором кишели микроскопические водоросли. Однако, хотя при восстановлении углерода и водорода в процессе фотосинтеза выделяется 2,67 г кислорода на каждый грамм углерода, вошедшего в состав органического вещества, при минерализации веществ, составляющих организм водоросли, после ее гибели весь углерод вновь окисляется, связывая ровно столько кислорода, сколько его было выделено при фотосинтезе. Суммарная реакция фотосинтеза (1), идущая в обратном направлении, представляет собой суммарную реакцию дыхания, в которой энергия (Ј), поглощенная при фотосинтезе в форме световой, выделяется при дыхании в форме химической (энергия «макроэргических» связей аденозинтрифосфата) и отчасти рассеивается в форме тепловой.

6СО₂ + 6Н₄О + Е С₆Н₁₂О₆ + 60₂ (1).

Свободный кислород может накапливаться в атмосфере только при условия, что часть возникающего при фотосинтезе и как угодно преобразованного (например, вошедшего в состав тел животных) органического вещества не разлагается вновь, а откладывается, изолируется от взаимодействия с кислородом. Огромные запасы ископаемых органических веществ - угля, жидких и газообразных углеводородов, накапливавшихся в осадочных породах в течение более чем 2 миллиардов лет, есть соединения восстановленных элементов, «оторванных» фотосинтезом растений от кислорода, постепенно накапливавшегося при этом в атмосфере.

С тех пор как атмосфера Земли перестала быть восстановительной и в ней появился свободный кислород, в верхних слоях атмосферы под действием ультрафиолетового излучения Солнца стал синтезироваться озон - трехатомный кислород. В отличие от обычного кислорода озон неустойчив, он легко переходит в двухатомную, устойчивую форму кислорода. Озон - гораздо более сильный окислитель, чем кислород, и это делает его способным убивать бактерии, подавлять рост и развитие растений. Впрочем, из-за его низкой в обычных условиях концентрации в приземных слоях воздуха эти его особенности практически не влияют на состояние живых систем. Гораздо важнее другое его свойство, делающее этот газ совершенно необходимым для всей жизни на суше. Это свойство - способность озона поглощать жесткое (коротковолновое) ультрафиолетовое излучение (УФ). Кванты жесткого УФ обладают энергией, достаточной для разрыва некоторых химических связей, почему его относят к ионизирующим излучениям. Как и другие излучения этого рода, рентгеновское и гамма-излучение, оно вызывает многочисленные нарушения в клетках живых организмов.

В составе излучений Солнца жесткие УФ-лучи составляют значительную по мощности часть. До появления в атмосфере озона поверхность Земли находилась под постоянным воздействием жесткого УФ-излучения. Оно не проникает в толщу воды, сушу жизнь могла выйти только тогда, когда озоновый экран планеты стал достаточно мощным. Это произошло в силурийском периоде палеозойской эры, более 400 миллионов лет назад. С тех пор как содержание кислорода в атмосфере, так, следовательно, и мощность озонового экрана не были постоянными. Эволюция земной коры шла неравномерно, в периоды повышенной вулканической активности массы выбрасываемых с магмой восстановленных пород, окисляясь на воздухе, частично связывали кислород. Даже незначительное количество хлора, содержащегося в вулканических газах, активно разрушая озон, способствовало снижению его содержания в атмосфере. В этих условиях Земля подвергалась, по-видимому, усиленному УФ-облучению, что, с одной стороны, способствовало гибели части видов наземных растений и животных, с другой - повышало частоту мутаций, способствуя интенсификации процессов эволюции.

Можно, таким образом, предполагать, что неравномерность хода эволюционных процессов наземных форм жизни связана с неравномерностью геологической эволюции земной коры многими факторами, в числе которых изменения мощности озонового слоя играли не последнюю роль.

8. Международное сотрудничество в области охраны окружающей среды. Объекты международно-правовой охраны окружающей среды

Гармонизация международных экологических отношений - один из основных путей выхода мирового сообщества из экологического кризиса. Общепризнано, что реализовать стратегию выхода из него можно лишь на основе единства природоохранных действий всех государств. Сегодня ни одна страна не в состоянии решить свои экологические проблемы в одиночку или сотрудничая лишь с небольшой группой стран. Необходимы четкие согласованные усилия всех государств, координация их действий на строгой международно-правовой основе.

Природа не знает государственных границ, она всеобща и едина. Поэтому нарушения в экосистеме одной страны неминуемо вызывают ответную реакцию в сопредельных. Например, если промышленные предприятия ФРГ или Англии выбрасывают в атмосферу дымовые газы с недопустимо высоким процентом вредных примесей, то это негативно сказывается не только на экологическом состоянии этих стран, но наносит значительный ущерб флоре и фауне соседних Скандинавских стран. Понятно, что не признают государственных границ и все другие компоненты природной среды (речной сток, морские акватории, мигрирующие виды животных и т. п.).

Высокая приоритетность экологического фактора в международных отношениях постоянно возрастает, что связано с прогрессирующим ухудшением состояния биосферы. Все основные слагаемые экологического кризиса (парниковый эффект, истощение озонового слоя, деградация почв, радиационная опасность, трансграничный перенос загрязнений, исчерпание энергетических и других ресурсов недр планеты, и т. п.) становятся экологическими императивами в определяют новые нормы и правила взаимодействия государств. Есть все основания полагать, что в XXI в. экология войдет в разряд высших приоритетов глобальной системы международных отношений. Уже сейчас некоторые государственные деятели считают целесообразным создание такого надгосударственного органа, который бы управлял охраной и рациональным использованием окружающей природной среды во всех государствах и регионах.

Объекты охраны окружающей среды подразделяются на национальные (внутригосударственные) и международные (общемировые).

К национальным (внутригосударственным) объектам относятся земля, воды, недра, дикие животные и другие элементы природной среды, которые находятся на территории государства. Национальными объектами государства распоряжаются свободно, охраняют и управляют ими на основании собственных законов в интересах своих народов.

Международные объекты охраны окружающей природной среды - это объекты, которые находятся либо в пределах международных пространств: Космос, атмосферный воздух, Мировой океан и Антарктида) (рис. 7), либо перемещаются по территории различных стран (мигрирующие виды животных). Эти объекты не входят в юрисдикцию государств и не являются чьим-либо национальным достоянием. Их осваивают и охраняют на основании различных договоров, конвенций протоколов, отражающих совместные усилия международного сообщества.

Рис. 7. Классификация международных объектов охраны окружающей природной среды

Существует еще одна категория международных объектов природной среды, которая охраняется и управляется государствами, но взята на международный учет. Это, во-первых, природные объекты, представляющие уникальную ценность и принятые на международный контроль (заповедники, национальные парки, резерваты, памятники природы); во-вторых, исчезающие и редкие животные и растения, залесенные в международную Красную книгу и, в-третьих, разделяемые природные ресурсы, постоянно или значительную часть года находящиеся в пользовании двух или более государств (река Дунай, Балтийское море и др.).

Одним из важнейших объектов международной охраны является Космос. Ни одна страна в мере не имеет каких-либо прав на космическое пространство. Космос - достояние всего человечества. Этот и другие принципы отражены в международных Договорах по использованию космического пространства. В них международным сообществом признаны: недопустимость национального присвоения частей космического пространства, включая Луну и другие небесные тела; недопустимость вредного воздействия на Космос и загрязнения космического пространства. Оговорены также условия спасания космонавтов.

Для ограничения военного использования Космоса большое значение имеет Договор об ограничении систем противоракетной обороны и советско-американские Соглашения об ограничении стратегических наступательных вооружений (СНВ).

Мировой океан также представляет собой объект международной охраны. Он содержит огромное количество полезных ископаемых, биологических ресурсов, энергии. Велико и транспортное значение океана. Освоение Мирового океана должно проводиться в интересах всего человечества.

Попытки оформления национальных притязаний на морские ресурсы и пространства предпринимались давно и к 50- 70-м гг. нашего столетия вызвали необходимость юридического регулирования освоения Мирового океана. Эти вопросы рассматривались на трех международных конференциях и завершились подписанием более чем 120 странами Конвенции ООН по морскому праву (1973 г.). Конвекцией ООН признается суверенное право прибрежных государств на биоресурсы в 200-мильных прибрежных зонах. Подтверждена незыблемость принципа свободного мореплавания (за исключением территориальных вод, внешняя граница которых установлена на 12-мильном расстоянии от берега).

Антарктиду справедливо называют материком мира и международного сотрудничества. В 19S9 г. СССР, США, Англия, Франция. Аргентина и ряд других стран заключили Договор об Антарктиде, в котором провозглашалась свобода научных исследований, использование этого материка только в мирных целях, определялся международно-правовой режим Антарктиды. Новые, более жесткие меры по охране животного и растительного мира, удалению отходов и предупреждению загрязнения отражены в Протоколе, подписанном в октябре 1991 г. в Мадриде по итогам международного сотрудничества в Антарктиде.

Еще один важнейший международный объект охраны окружающей среды - атмосферный воздух. Усилия международного сообщества нацелены главным образом на предупреждение и устранение трансграничного переноса загрязнителей атмосферы и охрану озонового слоя от разрушения.

Международные отношения в этих вопросах регулируются Конвенцией 1979 г. о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния. Монреальскими (1987) и Венскими (1985) соглашениями по озоновому слою, Конвенцией о трансграничном воздействии промышленных аварий (1992) н другими согласованными документами.

Особое место среди международных конвенций и соглашений по охране воздушного бассейна имел Московский договор 1963 г. о запрещении испытания ядерного оружия в атмосфере, космическом пространстве и под водой, заключенный между СССР, США и Англией, другие соглашения 70-90-х гг. об ограничении, сокращении и запрещении ядерного, бактериологического, химического оружия в различных средах и регионах. В 1996 г. в ООН торжественно подписан Договор о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний.

Список использованной литературы

1. Небел Б. Наука об окружающей среде: Как устроен мир: В 2 т. - М.: Мир, 1993.

2. Одум Ю. Экология: В 2 т. - М.: Мир, 1986.

3. Реймерс Н. Ф. Охрана природы и окружающей человека Среды: Словарь-справочник. - М.: Просвещение, 1992. - 320 с.

4. Стадницкий Г. В., Родионов А. И. Экология. М.: Высш. шк., 1988. - 272 с.

5. Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Экология России. Учебник из Федерального комплекта для 9 - 11 классов общеобразовательной школы. Изд. 2-е, перераб. И доп. - М.: АО МДС, 1996. - 272 с ил.

Приложение

Глоссарий

Озоновый экран - слой окна а верхних слоях атмосферы (до 30 км), защищающий Землю от губительного для всего живого воздействия коротких ультрафиолетовых лучей Солнца.

Окружающая среда - комплекс всех объектов и факторов, внешних по отношению к данной особи или популяции.

Окружающая человека среда обитания - это взятые во взаимосвязи естественная, модифицированная, трансформированная экологические системы.

Естественная - созданная природой и не затронутая хозяйственной деятельностью человека среда, биосфера. Модифицированная - измененная человеком природная среда, носящая смешанный характер функционирования с естественной средой («обработанная человеком природа»).

Трансформированная среда - преобразованная среда жизни в процессе хозяйственной деятельности («превращенная природа»).