Курс лекций по "Экологии"

Экология – наука о взаимодействии живых организмов с окружающей средой и их взаимодействии.

Экология-наука о доме.

В конце 19 века наука экология образовалась как самостоятельная наука.

В состав экологии вошли:

1) медицина

2) химия

3)наука о земле ( агрономы, лесоводы)

4) отдельные разделы о почвах, климате, ландшафтах

Вернадский- внёс огромный вклад в  экологию, главная заслуга- количественный анализ по оценке воздействия окружающей среды на живые организмы.

Середина 20 века- бурный рост промышленности и обнищание массы населения, в это время начали задумываться о воздействии цивилизации на окружающую среду.

Наука экология подразделяется на разделы:

1. Биоэкология- микроорганизмы, грибы, простейшие, животные, рыбы, эволюционная экология
2. Экология систем- тундры, пустыни, леса, степи. Радиоционная и химическая экология
3. Экология человека- историческая, археологическая собственно человека, города, промышленность и сельское хозяйство,
4. реакционная( зоны отдыха) экономическая и правовая, математическая –физико-математические модели экологических систем.( кто кого ест)

Основные понятия:

Биосфера- тонкая оболочка жизни на земле занимающая нижнюю часть атмосферы(12-15 км)

Гидросфера- водоёмы, реки , океаны, и  моря.

Литосфера- верхняя часть земной коры(3-5 км.) которую человек использует в своих целях.

Изменение границ биосферы идёт за счет:

1. вылеты в космос
2. бурение и т.п.х.

Совокупность живых и неживых  организмов образует экосистему.

 

Антропогенный- фактор влияния человека на окружающую среду.

Положительно:

1. очистка водоёмов
2. создание лесозащитных полос
3. новые виды растений
4. создание заповедников

 

Отрицательно:

1. загрезнение водоёмов промышленными стоками
2. загрезнение атмосферы выбросами промышленного происхождения
3. нерациональная добыча полезных ископаемых

 

статья 42

Право человека на благоприятную окружающую среду закреплено в конституции Российской Федерации.

Это право обеспечивается сводом законов:

1. закон об охране окружающей среды(912)
2. о санитарно эпидемиологическом благополучии населения(99)
3. о животном мире
4. об использовании атомной инергии
5. водный кодекс
6. земельный кодекс
7. лесной кодекс
8. о государственной экологической экспертизе

 

В основу этих законов положен принцип  рационального природопользования.

Окружающая среда является совокупностью  элементов прямо или косвенно влияющих на организмы.

 

Экологические факторы:

1. абиотические факторы- температура, свет, влажность, ветер, атмосферное давление, радиационный фон, химический состав атмосферы, воды, почва и т.д.
2. биологические факторы- живые организмы (бактерии, грибы, растения, животные вступившие в во взаимоотношения с живыми организмами) Виды взаимоотношений: конкуренция, хищничество, симбиоз, антибиоз.
3. антропогенные факторы- особенности среды созданные деятельностью человека. Их роль постоянно растет.

Структура биогеоценоза:

 Биотопы - однородные участки суши и воды заселённые живыми организмами.

 

Биоценоз – исторически сложившиеся  сообщество организмов разных видов  заселяющих биотоп

 

В состав биогеоценоза входят:

1. неорганические вещества  которые  участвуют в круговороте веществ  в природе( углерод, кислород, азот, соли).

2. органические вещества – белки,  нуклеиновые кислоты, углеводы, липиды.

3. климатические- температура, плотность,  освещенность 

4. продуценты - живые организмы  которые под действием солнечного  света синтезируют из неорганических органические вещества.

5. консументы – живые существа  которые поедают продуцентов.

6. деструкторы и редуценты- организмы  которые разрушают останки мёртвых  животных и растений – санитары, падальщики.

 

Взаимоотношение между организмами  в биогеоценозе строятся на основе цепей питания.

В 1 звене:

Основной источник питания- энергия  солнца, под её действием энергия превращаестя в энергию связей органических соединений.

Во 2 звене животные( травоядные):

10% питания- на построение живых  клеток.

90% -все виды жизнедеятельности.

 

При рассматривании экосистемы рассматривается  круговорот углерода в природе. Соединение углерода содержатся в атмосфере , воздухе, воде и почве 

 

Оценка качества экосистемы

Нижний Новгород- второй по загрязненности!

Идёт разработка безотходных технологий.

 

 

Обмен Веществ.

 

В природе происходит непрерывный  обмен веществ между организмом и окружающей средой. Энергия образуется в процессе окисления органических веществ: белков, жиров, углеводов.

Накопление энергии в организме  происходит в молекулах аденозинтрифосфорной кислоты, АТФ.

Часть энергии выделяется в виде тепла, часть на производство работы.

Совокупность всех химических веществ  в организме обеспечивающих процесс  жизнедеятельности называется Обмен веществ или метаболизм.

Процессы метаболизма:

1. анаболизм ( ассимиляция)- процессы синтеза органических веществ и накопления энергии.
2. Катаболизм (диссимиляция)- процессы расщепления сложных органических веществ на более простые.

 

Обмен белков.

Белки – сложные полипептиды  молекулы которых состоят из остатков 20 аминокислотных соединений в определённой последовательности.

 

Загрязнение окружающей среды.

Загрязнением окружающей среды  считаются вещества чуждые для нее. Это химические физические и биологические вещества, содержание которых превышает норму. В условиях нарушения нормы происходит нарушение обмена веществ и нарушение нормальной деятельности. Загрязнения бывают 3 видов.

Химические загрязнители.

Тяжёлые металлы - вызывают острое отравление, хронические болезни, оказывают  канцерогенное или терапогенное действие.

терапогенное действие - полное разрушение человека.

Тяжелые металлы обладают способностью накапливаться в животных и растительных тканях вызывая отравление, но в  малых количествах они необходимы человеку.

Ртуть, свинец, мышьяк – совершенно не допустимы в организме.

Смертельные дозы:

Свинец- 20-50 гр.

Ртуть- 0.5 гр.

Мышьяк- 0.06-0.1 гр.

Диоксиды - особо опасные загрязнители окружающей среды. Они образуются при производстве хлор и фтор замешенных ароматических углеводородов. Они практически не выводятся из почвы и из воды. Они чрезвычайно токсичны в малых количествах

ПДК= 10*10 в(-9) гр.

Диоксиды поражают иммунную систему, печень, почки, и являются мутагенными.

Формальдегид содержится в плитах ДСП.

Бензапирен – вещество которое присутствует в автомобильных выхлопах, а 80 % загрязнения атмосферы в городах это вклад автотранспорта.

Физические загрязнения.

Связаны с изменением среды:

Шумы, вибрация светового излучения, температура, электромагнитные излучения, радиация, шумовое загрязнение снижает умственные способности, и в конечном итоге снижает продолжительность жизни.

( на 7-8 лет в больших городах)

 

 

Электромагнитные поля.

Источниками Э.М.П. является электротранспорт, линии электропередач.

 Сушествует  влияние на биологические процессы происходящие в организме.

Известны  опыты на мышах ток промышленной частоты в 50 герц изменяет состав крови. Ионизирующее излучение опасно тем что под его воздействием выбиваются электроны из атома при этом образуются положительные ионы которые сами являются очень активными частицами, которые бомбардируют и разрушают живые клетки.

2 пути воздействия на живые  клетки:

1) нанесение  удара по генетическому механизму  клетки, хромосомы.

2) Соматические  разрушения в организме повреждение  органов, ожоги, рак щитовидки, лёгких , молочных желёз.

 Степень поражения зависит от дозы облучения.

Тепловое загрязнение.

Результат повышения температуры  окружающей среды.

Может возникнуть в результате отвода технических  вод в водоём, начинается смена  биоценоза водорослей ,рыба не идет на нерест.

Световое загрязнение.

Воздействие искусственных источников света.

Биологическое загрязнение.

Микробы и вирусы

Воды водоёма  содержат большое количество микробов которые вызывают кишечные заболевания.

Увеличение  количества микробов в организме приводит к дисбактериозу.

К особому виду загрязнения относится загрязнение кишечника нетрадиционными продуктами питания ( белка микробного происхождения)

Энергетика и народонаселение  как экологический фактор.

Связь между ростом народонаселения  и проблемой питания.

1. Рост народонаселения.
2. Потребность в энергоресурсах.
3. Потребность в промышленном сырье.
4. Загрязнение окружающей среды.

Теория Мальтуса:

Население растет в геометрической прогрессии а продукты питания в  геометрической.

Выход из ситуации:

1. регуляция роста населения
2. увеличение площади сельскохозяйственных угодий
3. интенсификация сельского хозяйства
4. увеличение доли вегетарианской пищи в питании
5. использование продукции морских вод

Здоровье зависит:

На 30% от окружающей среды

На 25% от наследственности

На 40-45% от образа жизни

На 10-15% от уровня здравоохранения.

Проблема конечности ресурсов.

1. экономия ресурсов так как они мало восстановимы, природоохранные предприятия.
2. Создание безотходных и малоотходных технологий
3. Размещение предприятий с учетом экологических требований
4. Охрана и восстановление всех видов ресурсов

 

 

 

 

 

Оценка загрязнения  воздуха и его влияния на человека.

ПДК.

Чистым считается воздух в котором  содержание основных компонентов находится  в пределах нормы а концентрация вредных примесей не превышает допустимого предела.

Для каждого из вредных веществ  установлен Предел Допустимой Концентрации.

ПДК- это такая концентрация при действии которой на организм человека в течении заданного отрезка времени не происходит необратимых изменений в организме.

ПДК а – для атмосферного воздуха.

ПДК р.з. – для рабочей зоны установл. охраной труда.

ПДК м.р. – это такая концентрация вредного вещества которая при воздействии на человека в течение 20 мин. Не вызывает рефлекторных реакций организма.

ПДК с.с. - это концентрация которая не вызывает рефлекторной реакции при круглосуточном воздействии на организм.

4 класса опасности

1-ый класс самый опасный.

Выбросы в атмосферу.

ПДК вредных веществ в атмосфере обеспечивающее нормирование выбросов от стационарных и подвижных источников.

ПДВ предел допустимых выбросов.

ПДВ – это максимум выбросов за единицу времени для данного  предприятия по данному компоненту с учётом фонового заражения.

Факторы определения  ПДВ

1. площадь рассеивания, чем больше тем больше.
2. Высота трубы рассеивателя , чем больше тем больше.
3. Вредность выбрасываемых веществ.

Особо опасные загрязнения  в атмосфере.

1. Диоксиды – разрушают ядра клеток( разрушают гормоны, витамины, лекарства)
2. Ксенобиотики – вещества не совместимые с организмом человека.

Диоксиды активизируют канцерогены и превращают многие безвредные вещества в ядовитые. При хроническом отравлении диоксидами наблюдается авитаминоз, упадок работоспособности, нервы и психика.

Диоксиды- инертны и способны накапливаться в любых сферах.

Основные источники диоксидов:  

1. Мусоросжигательные установки.
2. Пожар
3. Отбеливание хлором целлюлозы на бумажной фабрике.

Методы очистки воды.

1. Механические – процеживание, отстаивание, фильтрация.
2. Физ-Химич – сорбция, экстракция, флотация, нейтрализация, коагуляция, ионно-обменный метод.
3. Биологические – водоросли и бактерии. 

Пути улучшения атмосферного воздуха.

1. отказ от этилированного бензина.
2. Переход от бензинного топлива на газовый ( токсичность выбросов уменьшится в 20 раз)
3. Повышение полноты сгорания за счет улучшения регулировок, это ведёт к экономии бензина.
4. Замена карбюраторных, дизельными.
5. Переход общественного транспорта на электрическую тягу.

 

 

 

 

Физические загрязнения  среды

Шум и его характеристики

Шум – это звуковые колебания  которые выходят за пределы звукового  комфорта, могут быть упорядоченной ил не упорядоченной звуковой полосой , могут приводить к поражению органов слуха. Человеческое ухо способно воспринимать звуковые колебания в интервале от 16 до 20000 герц. Шум может быть различного происхождения: