Шпаргалка по "Основы экологии"

В последнее время  к естественным факторам добавился  еще один – антропогенный, т.е.  вызванный деятельностью человека. Основным антропогенным воздействием является усиление парникового эффекта, влияние которого на изменение климата в последние два столетия в 8 раз выше влияния изменений солнечной активности.

Парниковый эффект —  повышение температуры нижних слоёв атмосферы планеты по сравнению с эффективной температурой, то есть температурой теплового излучения планеты, наблюдаемого из космоса.

Парниковый эффект –  это  задержка атмосферой Земли теплового излучения планеты. Парниковый эффект наблюдал любой из нас: в теплицах или парниках температура всегда выше, чем снаружи. То же самое наблюдается и в масштабах Земного шара: солнечная энергия, проходя через атмосферу нагревает поверхность Земли, но излучаемая Землей тепловая энергии не может улетучиться обратно в космос, так как атмосфера Земли задерживает ее, действуя наподобие полиэтилена в парнике: она пропускает короткие световые волны от Солнца к Земле и задерживает длинные тепловые (или инфракрасные) волны, излучаемые поверхностью Земли. Возникает эффект парника. Парниковый эффект возникает из-за наличия в атмосфере Земли газов, которые обладают способностью задерживать длинные волны. Они получили название «парниковых» или «тепличных» газов.

Парниковые газы присутствовали в  атмосфере в небольших количествах (около 0,1%) с момента ее образования. Этого количества было достаточно, чтобы поддерживать за счет парникового эффекта тепловой баланс Земли на уровне, пригодном для жизни. Это так называемый естественный парниковый эффект, не будь его средняя температура поверхности Земли была бы на 30°С меньше, т.е. не +14° С, как сейчас, а -17° С.

Естественный парниковый эффект ничем не грозит ни Земле, ни человечеству, поскольку общее количество парниковых газов поддерживалось на одном уровне за счет круговорота природы, более того, ему мы обязаны жизнью.  Но увеличение в атмосфере концентрации парниковых газов приводит к усилению парникового эффекта и нарушению теплового баланса Земли.  Именно это и произошло в последние два столетия развития цивилизации. Угольные электростанции, автомобильные выхлопы, заводские трубы и другие созданные человечеством источники загрязнения выбрасывают в атмосферу около 22 миллиардов тонн парниковых газов в год.

 

14. Последствия парникового эффекта для РБ

Что касается Беларуси, то по данным отечественных климатологов, в течение последних ста лет среднегодовая температура

на территории страны выросла на 0,5–1,0 °С. Первое за столетие

потепление климата  наблюдалось в Беларуси в 30-е гг. ХХ века. В

этот период более  теплыми были лето и очень, в то время как зимой отмечался лишь незначительный рост температуры. В отличие от этого, в течение последних тридцати лет наблюдается

сильное потепление в  зимний период, а летом и осенью темпера-

тура остается практически  без изменений.

По мнению многих ученых, современное потепление климата

в Беларуси вполне согласуется  с данными известных климатологических  моделей и может объясняться  эмиссией парниковых га-

зов антропогенного характера. В то же время необходимо учитывать действие факторов естественного происхождения, так что

говорить об исключительно  антропогенном происхождении со-

временного изменения  белорусского климата нельзя.

Кроме того, следует учитывать  и другие причины изменения

климата, такие как непродуманное осушение болот на юге страны, при котором игнорировалась роль болота как важного климатообразующего фактора. Сейчас все больше ученых сходятся во мнении,

что наблюдаемые в  последние время климатические  сдвиги и при-

родные катаклизмы в Европе во многом обусловлены исчезновением

белорусских болот. Поэтому  в настоящее время в Беларуси планируется повторное заболачивание  ранее осушенных территорий.

 

15. Проблема озонового экрана

 

Проблема озона в  атмосфере имеет два аспекта : разрушение его в верхних слоях (озоновый экран) и повышение концентрации в околоземном пространстве.

Озоновый экран расположен у полюсов на высоте 9 – 30 км, у экватора – на 18—32 км. Концентрация озона в нем около 0,01 – 0,06 мг/м3. Слой его составляет примерно 3 – 5 мм. Озон в верхних слоях атмосферы образуется при распаде молекулы кислорода (О2) под действием ультрафиолетовых лучей на два атома кислорода. Условием для протекания этой реакций является наличие ультрафиолетовых лучей и преобразование их в инфракрасные тепловые. Озон поглощает лучи с длиной волны 200—320 нм. Часть из них доходит до Земли. В последнее время наблюдается тенденция к уменьшению содержания озона в верхних слоях атмосферы. В средних и высоких широтах северного полушария оно составило около 3%. Уменьшение содержания озона на 1 % приведет к увеличению заболеваемости раком кожи на 5 – 7 %. Наиболее значительную потерю озона регистрируют над Антарктидой. Здесь его содержание за последние 30 лет уменьшилось на 40—50 %. Пространство, в границах которого регистрируется понижение концентрации озона, получило название «озоновая дыра» . Размер дыры с пониженной концентрацией озона растет приблизительно на 4 % в год. В настоящее время по размерам она превышает площадь США. Немного меньших размеров дыра над Арктикой. Появляются блуждающие дыры площадью от 10 до 100 тыс. км2в других зонах, где потери озона достигают 20—40 % от обычного уровня.

Причины появления озоновых дыр до конца не выяснены. Они были обнаружены впервые в начале 1980-х г г.

Основным антропогенным фактором, разрушающим озон, в настоящее время считают фреоны (хладоны). В ряде стран (США, Великобритания, Франция) фреоны заменяются на гидрохлорфторуглероды.

Ведутся поиски и других путей повышения  устойчивости озонового слоя. Например, образованию и накоплению озона способствуют электромагнитное излучение, лазерные лучи. Они стимулируют фотодиссоциацию кислорода, способствуют образованию и накоплению озона.

Интенсивно озоновый слой разрушается  весной. Низкие температуры, повышенная облачность зимой содействуют высвобождению хлора из фреонов, а хлор действует на озон интенсивнее, когда температура несколько повышается. Сейчас ученые стали высказываться о том, что нет достаточных доказательств, что появление озоновых дыр – это результат деятельности человека. Аналогичные явления были и ранее и объясняются исключительно природными процессами, например, 11-летними циклами солнечной активности.

 

16. Кислотные осадки и их последствия

Кислотные осадки возникают главным образом из-за выбросов оксидов серы и азота в атмосферу при сжигании ископаемого топлива (угля, нефти и природного газа). Растворяясь в атмосферной влаге, эти оксиды образуют слабые растворы серной и азотной кислот и выпадают в виде кислотных дождей.

Кисло́тный дождь — все виды метеорологических осадков — дождь, снег, град, туман, дождь со снегом, при которых наблюдается понижение pH дождевых осадков из-за загрязнений воздуха кислотными оксидами (обычно — оксидами серы, оксидами азота).

Последствия выпадения кислотных дождей наблюдаются в США, Германии, Чехии, Словакии, Нидерландах, Швейцарии, Австралии, республиках бывшей Югославии и ещё во многих странах земного шара. Кислотный дождь оказывает отрицательное воздействие на водоемы — озера, реки, заливы, пруды — повышая их кислотность до такого уровня, что в них погибает флора и фауна. Выделяют три стадии воздействия кислотных дождей на водоемы. Первая стадия — начальная. С увеличением кислотности воды (показатели рН меньше 7) водяные растения начинают погибать, лишая других животных водоема пищи, уменьшается количество кислорода в воде, начинают бурно развиваться водоросли (буро-зеленые). Первая стадия эутрофикации (заболачивания) водоема. При кислотности рН 6 погибают пресноводные креветки. Вторая стадия — кислотность повышается до рН 5.5, погибают донные бактерии, которые разлагают органические вещества и листья, и органический мусор начинает скапливаться на дне. Затем гибнет планктон — крошечное животное, которое составляет основу пищевой цепи водоема и питается веществами, образующимися при разложении бактериями органических веществ. Третья стадия — кислотность достигает рН 4.5, погибает вся рыба, большинство лягушек и насекомых. Первая и вторая стадии обратимы при прекращении воздействия кислотных дождей на водоем. По мере накопления органических веществ на дне водоемов из них начинают выщелачиваться токсичные металлы. Повышенная кислотность воды способствует более высокой растворимости таких опасных металлов, как кадмий, ртуть и свинец из донных отложений и почв. Эти токсичные металлы представляют опасность для здоровья человека. Люди, пьющие воду с высоким содержанием свинца или принимающие в пищу рыбу с высоким содержанием ртути, могут приобрести серьёзные заболевания. Кислотный дождь наносит вред не только водной флоре и фауне. Он также уничтожает растительность на суше. Ученые считают, что хотя до сегодняшнего дня механизм до конца ещё не изучен, "сложная смесь загрязняющих веществ, включающая кислотные осадки, озон, и тяжелые металлы в совокупности приводят к деградации лесов. ^[3] Экономические потери от кислотных дождей в США, по оценкам одного исследования, составляют ежегодно на восточном побережье 13 миллионов долларов и к концу века убытки достигнут 1.750 миллиардов долларов от потери лесов; 8.300 миллиардов долларов от потери урожаев (только в бассейне реки Огайо) и только в штате Минессота 40 миллионов долларов на медицинские расходы. Единственный способ изменить ситуацию к лучшему, по мнению многих специалистов,- это уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу.

 

17. Фотохимический смог

 

Смог (от англ. Smoky fog, буквально — «Дымовой туман») — аэрозоль, состоящий из дыма, тумана и пыли, один из видов загрязнения воздуха в крупных городах и промышленных центрах.

Первоначально под смогом подразумевался дым, образованный сжиганием большого количества угля (смешение дыма и диоксида серы SO₂). В 1950-х гг. был впервые описан новый тип смога — фотохимический, который является результатом смешения в воздухе следующих загрязняющих веществ:

• оксиды азота, например, диоксид азота (продукты горения ископаемого топлива);
• тропосферный (приземный) озон;
• летучие органические вещества (пары́ бензина, красок, растворителей, пестицидов и других химикатов);
• перекиси нитратов.

Все перечисленные  химикаты обычно обладают высокой химической активностью и легко окисляются, поэтому фотохимический смог считается одной из основных проблем современной цивилизации.

Фотохимический смог образуется при реакции между собой углеводородов, озона, окислов азота и других примесей (в осн. поступающих в атмосферу из выхлопов автотранспорта) при обязательном участии солнечной радиации достаточной интенсивности. Поэтому фотохимический смог чаще образуется в низких широтах в летнее время, в ясную погоду, днём. Большие города с интенсивными выбросами выхлопных газов в субтропиках и тропиках – типичные места, где фотохимический смог происходит регулярно (Лос-Анджелес, Мехико, Токио). В последние десятилетия в развитых странах благодаря природоохранным мерам качество воздуха в городах улучшается, и повторяемость смогов снижается.

 

18. Загрязнение окружающей среды токсикантами

 

Токсикология (от греч. toxikon – яд) – наука, изучающая физические и химические свойства ядов, механизм их действия на живые организмы, признаки отравлений, изыскивающая средства их профилактики и лечения, а также формы полезного использования токсичного действия ядов.

Основные природные  источники поступления токсикантов  в окружающую среду – ветровая пыль, лесные пожары, вулканический материал, растительность, морские соли. Антропогенные источники токсикантов – производство цветных металлов, стали, чугуна, добыча полезных ископаемых, автомобильный транспорт, химическая промышленность, процессы сжигания минерального топлива, древесины и отходов. При этом антропогенный поток поступления токсикантов в окружающую среду превалирует над естественным (50 – 80%).

В качестве количественной оценки уровня загрязнения окружающей среды могут быть использованы индекс загрязнения, предельно допустимая, фоновая и токсическая концентрации.

Индекс загрязнения  – показатель, качественно и количественно отражающий присутствие в окружающей среде вещества-загрязнителя и степень его воздействия на живые организмы.

Предельно допустимая концентрация – количество вредного вещества в окружающей среде, которое при постоянном контакте с человеком или при воздействии на него за определенный промежуток времени практически не влияет на его здоровье. Этот параметр вводился как нормирующий показатель во многих странах.

 

 

19. Загрязнение Мирового океана

 

Сушу и океан связывают реки, впадающие в моря и несущие различные загрязнители. Не распадающиеся при контакте с почвой химические вещества, такие как нефтепродукты, нефть, удобрения (особенно нитраты и фосфаты), инсектициды и гербициды в результате выщелачивания попадают в реки, а затем в океан. В итоге океан превращается в место сброса этого «коктейля» из питательных веществ и ядов.

Нефть и нефтепродукты — основные загрязнители океанов, но наносимый ими вред значительно усугубляют сточные воды, бытовой мусор и загрязнение воздуха. Выносимые на пляжи пластмассовые предметы и нефть остаются вдоль отметки уровня прилива, свидетельствуя о загрязнении морей и о том, что многие отходы не разлагаются микроорганизмами.

Исследование Северного моря показало, что около 65 % обнаруженных там загрязняющих веществ были принесены реками. Ещё 25 % загрязнителей поступили из атмосферы (включая 7000 т свинца от выхлопов автомобилей), 10 % — от прямых сбросов (в основном сточные воды), а остальное — от сливов и сбросов отходов с судов.

Десять штатов США сбрасывают отходы в море. В 1980 г. таким способом их было уничтожено 160 000 т, но с тех пор эта цифра уменьшилась.

 

 

20. Проблема деградации и опустынивания земель

 

Термин " опустынивание" означает деградацию земель в засушливых, полузасушливых и сухих субгумидных  районах. Опустынивание вызвано, главным  образом, деятельностью человека и изменением климата. 
Термин " опустынивание" не относится к расширению границ существующих пустынь. Это явление происходит потому, что засушливые экосистемы, которые охватывают более одной трети мировой поверхности суши, являются весьма уязвимыми к чрезмерной эксплуатации и применению неадекватных методов землепользования. Нищета, политическая нестабильность, обезлесивание, чрезмерный выпас и неправильные методы орошения могут все приводить к снижению или потере продуктивности земель. 
Процесс опустынивания непосредственно затрагивает свыше 250 миллионов человек. Кроме того, один миллиард людей, проживающих более, чем в 100 странах, подвергаются соответствующему риску. К ним относится значительное число людей с низкими уровнями социального и экономического развития и политической стабильности.