Шпаргалка по "Экологии"

Билет 1

1.Историю развития экологии можно условно разделить на 3 этапа:

   1 – этап зарождения и становления экологии как науки (с глубокой древности до середины 19 века);

   2 – этап оформления экологии в самостоятельную отрасль знаний (с середины 19 века до середины 20 века);

   3 – этап превращения экологии в междисциплинарную науку (с середины 20 века по настоящее время).

   Истоки экологических знаний прослеживаются с древности. Еще в трактате Гиппократа содержатся сведения о влиянии условий окружающей среды на здоровье человека. Некоторые факты и трактовки экологической направленности встречаются в трудах Аристотеля и Плиния.

   Становление экологии как науки связано с именами английских ученых - биолога Джона Рея и химика Роберта Бойля. Д. Рей в 1670 г предложил первую естественную систему растений, ввел представления об однодольных и двудольных растениях. Он впервые использовал понятия вида и рода в смысле, близком к современному. Р. Бойль опубликовал результаты влияния низкого атмосферного давления на различных животных.

   Голландский натуралист Антони ван Левенгук с помощью изобретенного им микроскопа первым начал изучать микроорганизмы и клетки.

  Значительный вклад в развитие экологии внес великий шведский естествоиспытатель Карл Линней. Он получил мировую известность из-за созданной им классификационной системы растительного и животного мира, поставил человека первым в классе млекопитающих и дал ему научное имя — Homo sapiens (Человек разумный).

   Развитие классической биологии долгое время шло по пути изучения морфологических и функциональных особенностей организмов в их единстве с условиями существования. Первые представления о биосфере как области жизни и оболочке Земли даны Ж.-Б. Ламарком в труде. Термин «биосфера» впервые ввел в научный обиход в 1875 г. австрийский геолог Э. Зюсс,(тонкая пленку жизни на земной поверхности, в значительной мере определяющую лик Земли).

В трудах врача В. Эдвардса и биолога И. И. Мечникова было положено начало экологии человека.

   В России заслуга в формировании основных положений экологии и экологического мировоззрения принадлежит Карлу Францевичу Рулье.

   Начало биоценотическому направлению исследований в природе положил в конце 70-х гг. ХIХ века немецкий биолог К. Мебиус.

  Во второй половине XVIIIв. в виде отдельной науки начала оформляться биогеография, позже ставшая одной из основ современной экологии. В России ее развитие связано с трудами К. М. Бэра, Н. А. Северцева и др.

  Во второй половине XIX — начале XX вв. большое внимание уделяли изучению влияния отдельных факторов (главным образом климатических) на распространение и динамику организмов. К догеккелевскому периоду развития экологии относят, в частности, работы ученого-агронома Ю. Либиха, который сформулировал закон минимума.

   Огромный вклад в становление экологии как науки внес английский ученый Чарльз Дарвин. Термин «экология» впервые введен в 1866 г. немецким биологом Э. Геккелем

   В начале 40-х годов В. Н. Сукачев обосновал концепцию биогеоценоза, имевшую большое значение для развития теоретической базы экологии

 В.И. Вернадский ввел понятие биосфера разработал также учение о биогеохимических циклах.

 Среди современных зарубежных ученых следует отметить Ю. Одума (США), Б. Коммонера (США). Ю. Одум определил экологию как науку о функционировании биосферы.

 Э. Геккель писал, что экология — это наука о взаимоотношениях животных с окружающей их средой, т. е. он рассматривал экологию как область зоологии, изучающую взаимоотношения животных с живой и неживой природой.

  В современном понимании экология — наука о закономерностях формирования, развития и устойчивого функционирования биологических систем надорганизменного уровня во взаимосвязи со средой обитания. Кроме того, данная наука позволяет определить оптимальные формы взаимоотношений природы и человеческого общества.

  Объектами изучения экологии как науки являются биологические системы, относящиеся к популяционно-биоценотическому уровню организации живого вещества.

   В основе методов исследования экосистем и биогеоценозов лежит экосистемный подход.

   Биологические системы на Земле имеют строгую иерархическую структуру, определяемую уровнями организации живого вещества (молекулярный, клеточный, тканевой, органный, организменный (онтогенетический), популяционно-видовой, биоценотический, биогеоценотический, биосферный)

   В соответствии с данными уровнями экологию зачастую подразделяют на аутэкологию, синэкологию и демэкологию.

  Аутэкология изучает взаимодействие отдельных организмов или групп этих организмов с окружающей средой. При этом изучается взаимодействие данных объектов с окружающей средой как бы в изоляции от целостной биологической системы, в которую они входят как составные части, для познания основных закономерностей этого взаимодействия.

  Демэкология или популяционная экология, направлена на изучение биологических систем более высокого уровня — группировок особей одного вида, совместно проживающих на определенной территории и способных к устойчивому- воспроизводству (популяций).

  Синэкология или биоценология, исследует взаимодействие сообществ организмов различных видов между собой, а также с окружающей их абиотической (неживой) средой. Сообщества и окружающая их среда образуют систему более высокого иерархического уровня: экосистему. Совокупность всех экосистем планеты образует экосистему наивысшего уровня — биосферу. Различные экосистемы и вся биосфера в целом являются также объектом изучения синэкологии.

   Эйдэкология (экология видов) – наименее разработанное направление современной биоэкологии.

Биоценология — биологическая дисциплина, изучающая растительные и животные сообщества в их совокупности (живую природу), то есть биоценозы, их строение, развитие, распределение в пространстве и во времени, происхождение. Изучение сообществ организмов в их взаимодействии с неживой природой — предмет биогеоценологии.

  Ландша́фтная эколо́гия — отрасль науки, раздел экологии и географии, который изучает пространственное разнообразие и элементы ландшафта и то, как их расположение воздействует на распределение и поток энергии, и индивидуумов в окружающей

Прикладная экология – это большой комплекс дисциплин, связанных с разными отраслями деятельности человека и взаимоотношениями между человеком и природой. К основным задачам прикладной экологии относятся: изучение механизмов антропогенных воздействий на природу; разработка принципов рационального использования, сохранения и воспроизводства природных ресурсов; разработка экологических нормативов и стандартов; оптимизация инженерных решений по защите окружающей среды и др.

   В современной экологии можно выделить два подхода к проблеме взаимоотношений человека и природы. Первый подход – экоцентризм – исходит из представлений об объективном существовании единой системы, в которой все живые организмы планеты, включая человеческое общество с его техникой, технологиями, культурой, взаимодействуют между собой и окружающей средой. Второй подход – антропоцентризм – рассматривает человеческое общество и живую природу как две разные системы, внутренние связи в каждой из которых сильнее, существеннее, чем связи между ними; ставит человека, его технологии, его «власть над природой» в центр экологических проблем.

   Основная цель современной экологии — определение основных законов функционирования биологических систем различного уровня во взаимосвязи с окружающей средой и умение их использовать для устойчивого развития цивилизации путем управления природными и антропогенными системами, человеческим обществом и биосферой в целом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Сжигание отходов.

Мусоросжигание – это наиболее сложный и "высокотехнологичный" вариант обращения с отходами. Сжигание требует предварительной обработки твердых бытовых отходов ТБО (с получением т.н. топлива, извлеченного из отходов). При разделении из ТБО стараются удалить крупные объекты, металлы и дополнительно его измельчить. Для того, чтобы уменьшить вредные выбросы из отходов, также извлекают батарейки и аккумуляторы, пластик, листья. Сжигание неразделенного потока отходов в настоящее время считается чрезвычайно опасным. Таким образом, мусоросжигание может быть только одним из компонентов комлексной программы утилизации.Сжигание позволяет примерно в 3 раза уменьшить вес отходов, устранить некоторые неприятные свойства: запах, выделение токсичных жидкостей, бактерий, привлекательность для птиц и грызунов, а также получить дополнительную энергию, которую можно использовать для получения электричества или отопления.

  Экологические воздействия мусоросжигательных заводов в основном связаны с загрязнением воздуха, в первую очередь - мелкодисперсной пылью, оксидами серы и азота, фуранами, диоксинами и полиядерными ароматическими углеводородами наибольшую опасность из которых представляет бензапирен. Все вышеперечисленные соединения являются опасными канцерогенами и мутагенами. Серьезные проблемы возникают также с захоронением золы от мусоросжигания, которая по весу составляет до 30% от исходного веса отходов и которая в силу своих физических и химических свойств не может быть захоронена на обычных свалках. Для безопасного захоронения золы применяются специальные хранилища с контролем и очисткой стоков.

Компостирование отходов

Компостирование – это технология переработки отходов, основанная на их естественном биоразложении. Наиболее широко компостирование применяется для переработки отходов органического, прежде всего, растительного происхождения, таких как листья, ветки и скошенная трава. Существуют технологии компостирования пищевых отходов, а так же неразделенного потока ТБО. В России компостирование с помощью компостных ям часто применяется населением в индивидуальных домах или на садовых участках. В то же время процесс компостирования может быть централизован и проводиться на специальных площадках. Существует несколько технологий компостирования, различающихся по стоимости и сложности. Более простые и дешевые технологии требуют больше места и процесс компостирования занимает больше времени, как следует из приводимой классификации технологий компостирования.

Свалки и полигоны ТБО

Свалка или полигон по захоронению отходов представляет собой сложнейшую систему, подробное исследование которой началось только недавно. Дело в том, что большинство материалов, которые захороняют на полигонах, появились, как и сами современные полигоны, не более 20-30 лет назад. Никто не знает, за какое время они полностью разложатся. При недостатке кислорода органические отходы на свалке подвергаются анаэробному брожению, что приводит к формированию смеси метана и угарного газа. В недрах свалки также формируется весьма токсичная жидкость ("фильтрат"), попадание которой в водоемы или в подземные воды крайне нежелательно.

Современные полигоны оборудованы всеми типами систем, чтобы не допустить контакта отходов с окружающей средой. Требования к полигонам включают требования к выбору площадки, конструкции, эксплуатации, мониторингу, выводу из эксплуатации и к предоставлению финансовых гарантий (страховка на случай бедствий и проч.). При выборе площадки стараются избегать соседства аэропортов, площадки не располагают в поймах водоемов, поблизости от водно-болотных угодий, тектонических разломов и сейсмически небезопасных зон.

  Безопасная эксплуатация полигона подразумевает следующие меры:

--процедуры исключения опасных отходов и ведение записи по всем принимаемым отходам и точным координатам их захоронения;

--обеспечение ежедневного покрытия сваливаемых отходов грунтом или специальной пеной для предотвращения разноса отходов;

--борьбу с переносчиками болезней (крысами и т.д.) обычно обеспечивается использованием ядохимикатов;

--на полигон должен осуществляться только контролируемый доступ людей и животных - периметр должен быть огорожен и охраняться;

--гидротехнические сооружения должны минимизировать попадание дождевых стоков и поверхностных вод на полигон, а все поверхностные стоки с полигона должны направляться на очистку; жидкость, которая выделяется из отходов не должна попадать в подземные воды - для этого создаются специальные системы гидроизоляции;

--эта жидкость должна собираться системой дренажных труб и очищаться перед попаданием в канализацию или природные водоемы;

--регулярный мониторинг воздуха, грунтовых и поверхностных вод в окрестностях полигонах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Билет 2

1. Биосфера – это особая оболочка Земли, содержащая всю совокупность организмов и ту часть планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами.

Биосфера является глобальной экосистемой. Биосфера расчленена на геобиосферу, гидробиосферу и аэробиосферу.

Структура биосферы:

Область, в которой регулярно встречаются живые организмы,  называется эубиосфера (собственно биосфера).

Аэробиосфера – включает нижнюю часть атмосферы.

Гидробиосфера – включает всю гидросферу.

Террабиосфера – поверхность суши.

Литобиосфера. Живые организмы в составе литобиосферы встречаются редко, однако осадочные породы в составе биосферы возникли под влиянием жизнедеятельности организмов.

Биосфера распространяется в гидросфере, верхних слоях литосферы и нижних слоях атмосферы. Оболочка планеты на границе тропо-, гидро- и литосфер носит название биогеосферы . В ней наблюдается наибольшая концентрация живого вещества. Здесь самые благоприятные условия жизни.

Гидросфера — это водная оболочка Земли, совокупность океанов, морей, озер, рек, водохранилищ, подземных вод, ледников и снежного покрова.

В гидросфере выделяют эвфотическую и афотическую зоны. Эвфотическая зона — зона продуцирования, так как в нее проникает достаточное для фотосинтеза количество солнечной энергии. афотическая зона, в которую солнечный свет практически не проникает, и фотосинтез там не происходит.

К литосфере относят внешний твердый слой Земли, включающий земную кору и верхнюю часть земной мантии.