Содержание
Задание №1. Вариант №2.
Экологические катастрофы.. 3
Введение. 3
1. Основные принципы естественного устройства
биосферы.. 4
2. Парниковый эффект. 5
Заключение. 7
Задание №2. Вариант№2. 8
Литература. 11
Задание №1. Вариант №2. Экологические катастрофы
Введение
Если
в замкнутую питательную среду поместить какие либо микроорганизмы, предоставив
им возможность беспрепятственного развития и размножения, то, в конечном итоге,
все они погибнут, отравившись в собственных продуктах жизнедеятельности, проще
говоря, в своих отходах.
В
наше время земной шар верно и неуклонно превращается в огромную гигантскую
помойку, и, в настоящее время, не придумано еще эффективного способа, при
сохранении комфортного человеческого существования и сохранения численности
населения, обеспечить, для всех поголовно, благоприятные и безвредные здоровья условия существования за счет
биосферы.
В современную эпоху вопрос стоит о
будущем человечества, которое пока не выглядит безоблачным, в связи с угрозой
экологической катастрофы.
В
течении тысячелетий, стремясь достигнуть независимости от природы, и улучшить
условия жизни, начиная с приручения огня, освоения земледелия и скотоводства,
постепенно наращивая темпы производства, и, все более решительно и необдуманно
отделяясь от биосферы, становясь все более от нее независимой человек, тем
самым, готовит в ней для себя могилу.
Рост
хозяйственной деятельности человека приобрел такие масштабы, когда нарушается
основное преимущество биосферы: энергетический баланс, круговорот веществ, сохранение
многообразия видов и биологических сообществ. Это и есть основные причины
возможной экологической катастрофы.
Здесь
не стоит вопрос: кто виноват? Вопрос стоит: что делать ?
Для
решения этого вопроса следует сначала рассмотреть основные принципы устройства биосферы.
1. Основные принципы естественного устройства
биосферы
Биосфера
использует внешние источники энергии, что позволяет упорядочить ее структуру,
усложнить ее организацию. При этом, биосфера достаточно эффективно использует
свою энергию, не вызывая загрязнения окружающей среды. Постоянный приток определенного количества энергии, ее
использование и рассеивание в виде тепла создало эволюционно сложный баланс в
биосфере.
Биосфера
использует вещество, в основном, в виде круговоротов. Биохимические циклы
элементов отработаны эволюционно и не приводят к накоплению вредных отходов.
В
биосфере существует многообразие видов и биологических сообществ. Их
конкурирующие и хищнические отношения способствуют установлению равновесия
между ними. При этом отсутствуют доминирующие виды с чрезмерной численностью,
что обеспечивает защиту биосферы от чрезмерной опасности со стороны внутренних факторов.
Растения,
преобразуя солнечную энергию рассеивания, сосредоточивают ее и концентрируют,
синтезируя органическое вещество.
Человек
поступает в обратном порядке. Созданное тысячелетиями путем преобразования
солнечной энергии органическое вещество, сжигается им и превращается в энергию
рассеивания, что вызывает массовое загрязнение окружающей среды.
В
биосфере в состав вещества используемого в круговороте входят в основном легкие
биогенные элементы, из которых состоит живое вещество. Человек использует,
доставшееся ему наследство в виде ископаемых биологических ресурсов, использует он их крайне неэффективно, с
образованием огромного количества отходов, составляющих, практически всю
таблицу Менделеева. К этому можно добавить синтезируемые им нерастворимые
соединения в виде пластмасс, пестицидов и пр.
В
результате происходит обогащение биосферы не свойственными ею соединениями, то
есть нарушается естественный баланс соотношения химических элементов.
При
этом, с каждым годом, по мере увеличения потребностей человеческой цивилизации
и, соответственно, истощения природных ресурсов, увеличиваются затраты и
усложнятся технология добычи полезных
ископаемых, что превращает саму
цивилизацию в огромный завод по переработке ресурсов. В самом деле, для того,
чтобы обеспечить одного человека
привычными, в современную эпоху средствами существования, необходимо
извлечь из Земли более 20 тонн сырья [
2; с. 34] . Это сырье затем рассеивается в биосфере, радикально изменяя
биогенные циклы. Подобная ситуация не может длиться бесконечно, так, как в
конечном итоге все вещество планеты превратится в отходы хозяйственной деятельности.
Загрязняя
окружающую среду, человек сталкивается с эффектом бумеранга, сам становясь
объектом подверженным опасности из-за загрязнения окружающей среды.
Так,
в настоящее время, живущее в городах, население впитывает в себя количество
свинца в 40 раз большее, чем в доиндустриальную эпоху.
Из
всех многочисленных предпосылок возможных экологических катастроф, для
надлежащей ясности, достаточно рассмотреть одну из них – парниковый эффект.
2. Парниковый эффект
«Воздействие
человека на окружающий мир стало настолько мощным, что он стал с трудом
справляться с последствиями этих воздействий»[ 5; с.18 ].
Известно,
что углекислый газ, являющийся составной частью автомобильных выхлопных газов и
продуктом сгорания веществ выбрасываемых производительной деятельностью
человека в атмосферу, обладает «Эффектом
парника», принимая тепло от солнечного
излучения и задерживая его выход в атмосферу. Эта особенность способствует
накоплению тепла в биосфере планеты.
На
международной конференции по глобальному потеплению проходившей в конце 1997 г. В г. Киото
говорилось, что если темпы выбросов парниковых газов продолжатся в том же
темпе, то к 2005 г.
средняя температура на планете повысится на 1 градус, а к 2100 г. на 3,5 градусов. В
настоящее время 2005 г.
и этот прогноз уже сейчас человек чувствует на себе. Особенно значительно
температура повысится в умеренных широтах – примерно на 5 градусов. Температура
в Сибири будет напоминать европейскую. Казалось бы, неплохо. Однако подтаивание
вечной мерзлоты приведет к заболачиванию огромных территорий, поднимется
уровень мирового океана, что для Сибири, находящейся на равнинной низменной
поверхности Земли может иметь катастрофические последствия. В остальных
регионах обрушатся жестокие засухи, что приведет к резкому падению
сельскохозяйственной продукции. Предстоит новое
великое переселение народов, при котором неминуемо возникнут глобальные
конфликтные ситуации, следствием которых будут многочисленные большие и малые
войны, ибо известно, что лидеры государств нередко используют в подобных
ситуациях национальный эгоизм, который
будет даже оправдан перед перспективой выживания той или иной нации.
Тревогу
также бьют и медики. По их подсчетам, в ближайшие годы в городах летом множество людей будет умирать
от перегрева. Так, в июле 1995
г. В Чикаго от теплового удара погибло 465 человек [3;
с.53 ].
Таяние
льдов Арктики и Антарктики вызовет подъем уровня мирового океана. Это обстоятельство
приведет к затоплению всех крупных приморских городов. Из-за резкого подъема
уровня мирового океана, невозможно будет зразу перевести морские порты в другие
районы. Огромные низменности в Сибири и Канаде будут затоплены. Устареют все
навигационные карты, ибо изменятся течения и глубины. Изменение солености
мирового океана скажется на гибели многих его обитателей. Математические модели
показывают, что при двукратном увеличении содержания углекислоты в атмосфере,
течение Гольфстрим, согревающее берега Скандинавии и Британских островов,
замедлится, после чего исчезнет. В Европе станет также холодно, как в настоящее
время в Сибири. Аналогичная ситуация произойдет на Тихом океане у берегов Аляски,
которые согревает теплое течение Куросио.
Продолжая
разговор о судьбе сельскохозяйственных
культур, следует упомянуть, что среди ключевых ценных растений, – кукурузы,
сорго, сахарного тростника, ряда кормовых трав, - высокое содержание
углекислого газа окажет на них неблагоприятное воздействие, что вызовет резкое
падение их урожайности.
Тепло
приведет в умеренные широты разнообразных обитателей тропиков, в том числе
переносчиков тропических инфекций, способствуя возникновению многочисленных
эпидемий.
Такова
далеко не полная картина результатов только лишь незначительного, казалось бы,
повышения температуры Земли вызванного парниковым эффектом.
Заключение
Мы
рассмотрели только одно из исходных условий целого ряда экологических катастроф
– парниковый эффект. Однако сколько еще таких подобных причин, вызванных
непродуманной деятельностью человека.
Здесь
и побочное следствие научно-технического
прогресса – демографический взрыв, когда каждый год на земле рождается 50 млн.
человек, то есть население средней величины государства; повышенный уровень
радиации, пример чему Чернобыль;
массовая коррозия почвы, связанная с воздействием на нее технической
деятельности; массовое засорение поверхности Земли искусственными
нерастворимыми соединениями; насыщение биосферы тяжелыми металлами, – эти и
многие другие факторы как в совокупности, так и каждый в отдельности когда
позже, когда раньше, но неминуемо приведут человечество к экологической
катастрофе, в случае непринятия срочных мер по приведению деятельности человека
к сбалансированности с законами биосферы.
«Некоторые
достижения научно-технического прогресса и демографический взрыв имеют
негативные экологические последствия планетарного характера и могут привести к
разрушению среды обитания человека и гибели цивилизации»[ 4 ; с. 19 ].
Итог
сказанного можно, тем не менее, привести на оптимистической ноте, ибо развитие
человечества, как самой разумной популяции, исключает ее развитие как
самоубийственное. Первые шаги в виде Киотского протокола уже сделаны. Ширится
мировое общественное мнение. Все больше
населения вовлекается в массовые движения за сохранение окружающей среды. Все
эти факторы позволяют надеяться на положительное решение этого глобального
вопроса жизни каждого человека в отдельности и всего человечества в целом.
Задание №2. Вариант№2
На берегу озера площадью
5 км2 и средней глубиной 2 м расположено промышленное предприятие,
использующее воду озера для технических нужд и затем сбрасывающее загрязненную
воду в озеро.
Рассчитать, каким будет
загрязнение озера через 1 месяц, 1 год.
Сделать вывод о
промышленном загрязнении водоемов и дать рекомендации по сохранению озера.
Предельно допустимые
концентрации (ПДК) вредных веществ (ВВ), сбрасываемых в озеро:
мышьяк – 0,006 мг/л;
ртуть – 0,005 мг/л;
свинец – 0,05 мг/л.
Общее загрязнение
определяется по формуле:
С = С1/ПДК1
+ С2/ПДК2 + С3/ПДК3 =SСi/ПДКi, (1)
где Сi – фактическое загрязнение воды ВВ,
ПДКi – ПДК этого ВВ.
Безразмерная суммарная концентрация
ВВ не должна превышать 1:
С £1 (2)
Решение:
Предположим, что предприятие работает
30 дней в месяц, т.е. 360 дней в году по 8 часов в день, и все это время
сбрасывает загрязненную воду в озеро.
1) Объем сточной воды, поступающей в озеро за 1месяц:
30 дней × 8
часов × 60 мин ×
60 сек × 9 л/сек = 7776000 л.
2) Объем сточной воды, поступающей в озеро за 1 год:
360 дней × 8
часов × 60 мин ×
60 сек × 9 л/сек = 93312000 л.
3) Количество вредных веществ, попадающих в озеро за 1 месяц:
Мышьяк – 0,23 мг/л × 7776000
л = 1788480 мг;
Ртуть – 0,59 мг/л × 7776000
л = 4587840 мг;
Свинец – 2,10 мг/л × 7776000
л = 16329600 мг.
4) Фактическое загрязнение озера каждым ВВ (с учетом того
факта, что в 1 м3 содержится 100 л:
Мышьяк: С1 = 1788480 мг : (5×1000×1000×2×100)
= 0,00178848 мг/л;
Ртуть: С2 = 4587840 мг : (5×1000×1000×2×100)
= 0,00458784 мг/л;
Свинец: С3 = 16329600 мг : (5×1000×1000×2×100)
= 0,0163296 мг/л.
5) Общее загрязнение озера предприятием:
С = 0,00178848/0,006 + 0,00458784/0,005
+ 0,0163296/0,05 = 1,54224.
Вывод:
Поскольку общая
безразмерная концентрация ВВ в озере превышена более чем с полтора раза, то
необходимо сделать вывод, что предприятие должно принять срочные меры по улучшению экологического состояния озера.
Самой крайней мерой является закрытие предприятия или приостановка его деятельности
до устранения причин повышенного выброса ВВ.
Согласно данным из
решения задачи, по всем ВВ предприятие выдерживает ПДК, значит, для снижения
общего загрязнения озера предприятию необходимо либо снизить объемы
производства в 1,54224 раза, либо
модернизировать очистные сооружения так, чтобы они снизили содержание каждого
ВВ в сточных водах в 1,54224 раза.
Литература
1. Баландин Р. Вернадский: Жизнь, мысль,
бессмертие. – М. «Знание» 1979.
2. Введение в экологию: учебник для
ВУЗов / под ред. М.И. Федорова. – М.: «Инфра-М», 1992.
3. Дейниченко П. 21 век. История не
кончается. М. «ОЛМА-ПРЕСС» 2000.
4. Киселев В.Н. Основы экологии. – Минск:
«Дело». 2002.
5. Потапов А.Д. Экология. – М. «Высшая
школа» 2002.