Реферат - Биосфера: границы и структура - файл n1.doc

Реферат - Биосфера: границы и структура
скачать (94 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc94kb.23.11.2012 20:12скачать

n1.doc

Содержание
1. Биосфера: границы и структура……………………….………………….….…...2

2. Оболочки Земли: атмосфера, гидросфера, литосфера………………………………………….…….…5

3. Отходы производства. Каковы их основные принципы

размещения, детоксикации и реутилизации?........................................................................9

4. В чем состоят особенности использования и охраны природных ресурсов…………………………………………………...11

5. Охарактеризуйте методы очистки промышленных стоков…………………………………………………....….15

Список используемой литературы……………………………….………………....18

      1. Биосфера: границы и структура


Биосфера – сложная наружная оболочка Земли, населенная организмами, составляющими в совокупности живое вещество планеты. Термин был введен в 1875г. Эдуардом Зюссом. Атмосфера, гидросфера, литосфера – составляющие биосферы, в которых существует жизнь.

Строение:

Факторы, определяющие границы биосферы, — неблагоприятные условия для жизни организмов.

Биосфера по вертикали разделяется на две четко обособленные области: верхнюю, освещенную светом, - фотобиосферу, в которой происходит фотосинтез, и нижнюю, «темную», - меланобиосферу, в которой фотосинтез невозможен. На суше граница между ними проходит по поверхности Земли.

Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы до высоты озонового экрана (20-25 км), верхнюю часть литосферы (кора выветривания) и всю гидросферу до глубинных слоев океана. В. И. Вернадский отмечал, что «пределы биосферы обусловлены, прежде всего, полем существования жизни». На развитие жизни, а, следовательно, и границы биосферы оказывают влияние многие факторы и прежде всего наличие кислорода, углекислого газа, воды в ее жидкой фазе. Ограничивают область распространения жизни и слишком высокие или низкие температуры. Элементы минерального питания также влияют на развитие жизни. К ограничивающему фактору можно отнести и сверхсоленую среду (превышение концентрации солей в морской воде примерно в 10 раз). Лишены жизни подземные воды с концентрацией солей свыше 270 г/л.

В планетарной биосфере выделяют континентальную и океаническую биосферы, которые отличаются геологическими, географическими, биологическими, физическими и другими условиями. Нижний предел распространения живого ограничивается дном океана (глубина около 11 км) или изотермой в 100 град. C в литосфере (по данным сверхглубокого бурения на Кольском полуострове эта цифра составляет около 6 км). Фактически жизнь в литосфере прослеживается до глубины 3-4 км. Таким образом, вертикальная мощность океанической биосферы составляет 17 км, сухопутной до 12 км. Вверх, в атмосферу, биосфера простирается не выше наибольших плотностей озонового экрана, что составляет 22-24 км. Следовательно, предел протяженности биосферы на Земле выражается цифрой 33-35км, хотя теоретически он может быть более широким. На основе работ В. И. Вернадского и других исследователей, внесших большой вклад в изучение биосферы планеты, предлагается различать три основные ее формы:

  1. формы биологической систематики, включающие популяции, виды, роды, семейства и др., принятые в ботанике и зоологии;

  2. биогеографические формы – территории, характеризующие географическое распространение и распределение растений и животных, специфику флоры и фауны. Это биогеографические зоны, области и т.д. Отдельно выделяются ботанико-географические и зоогеографические территории, дающие представление о составе и характере флоры и фауны;

  3. экологические формы, известные под названием экосистем (биогеоценозов), экотопов, биотопов и др. Напомним, что биотоп – это участок с однородными экологическими условиями, занятый определенными биоценозами, экотоп – это место обитания сообщества. В отличие от биотопа, понятие «экотоп» включает внешние по отношению к сообществу факторы среды.

Это совокупность абиотических условий неорганической среды данного участка, представляющего собой местообитание конкретного сообщества. Экологические формы определяют специфику изучения биосферы в экологических аспектах.

      1. Оболочки Земли: атмосфера, гидросфера, литосфера

Земля имеет 6 оболочек: атмосферу, гидросферу, биосферу, литосферу, пиросферу и центросферу.

Атмосфера— внешняя газообразная оболочка Земли, окружающая планету Земля. К ней относятся: атмосферный воздух; газы, растворенные в поверхностных и подземных водах; газовая составляющая почв, а также газы, выделяющиеся из горного массива, которые прямо или косвенно влияют на жизнедеятельность живых организмов. Атмосфера распространяется над Землей до 2 000 км; это от радиуса Земли.

Функции атмосферы:

1) Регулирование климата Земли.
2) Поглощение солнечной радиации.
3) Пропускает тепловое излучение Солнца.
4) Сохраняет тепло.
5) Является средой распространения звука.
6) Источник кислородного дыхания.
7) Формирование влагооборота, связанного с образованием облаков и выпадением осадков.
8) Формирующий фактор литосферы (выветривание).

Атмосфера делится на:
1) Тропосфера — граница до 10 – 12 км.
2) Стратосфера — граница до 55 км от тропосферы.
3) Мезосфера — граница до 85 – 90 км от стратосферы.
4) Термосфера — граница до 150 км от мезосферы.
5) Экзосфера — граница до 800 – 2 000 км от термосферы.

Состав атмосферы:
В настоящее время состав атмосферы находится в состоянии динамического равновесия, что достигается деятельностью живых организмов.
На высоте 100 – 120 км чаще всего встречаются азот и кислород; на высоте 400 км находится кислород в атомарном состоянии (с одним свободным электроном); на высоте 600 – 1600 км чаще всего встречают гелий; выше преобладает водород.
В нижних слоях атмосферы (до 25 км) встречаются CO2, углеводороды CxHy, диоксид серы SO2, оксиды азота NxOy и др.
Одной из характеристик атмосферы является влажность. Влажность атмосферного воздуха определяется его насыщенностью водяными парами. Наиболее богаты влагой нижние слои атмосферы (1,5 - 2,0 км). Дефицит влажности — важнейший экологический параметр, поскольку он характеризует сразу две величины: температуру и влажность. Чем выше дефицит влажности, тем суше и теплее, и наоборот.
Давление атмосферы. Нормальным считается давление 1кПа, соответствующее 750,1 мм рт.ст.

Гидросфера — совокупность всех водных запасов Земли. К ней относят: поверхностные и подземные воды, прямо или косвенно обеспечивающие жизнедеятельность живых организмов, а также вода, выпадающая в виде осадков. Из 510 млн. км2 общей площади земной поверхности Гидросфера занимает 71% поверхности Земли. Ее средняя соленость составляет 35 г/л. Большая часть воды сосредоточена в океане, значительно меньше — в континентальной речной сети и подземных водах .Часть воды находится в твёрдом состоянии в виде ледников, снежного покрова, и в вечной мерзлоте, слагая криосферу. Температура океанической поверхности — от 3 до 32 °С, плотность — около 1. Кроме того, вода характеризуется подвижностью в пространстве. Температурный режим имеет существенные суточные, сезонные, годовые колебания, но в целом динамика колебаний температуры воды меньше, чем воздуха. Световой режим воды под поверхностью определяется ее прозрачностью (мутностью). От этих свойств зависит фотосинтез бактерий, высших растений, а следовательно, и накопление органического вещества, которое возможно лишь в пределах эвфотической зоны, т.е. в том слое, где процессы синтеза преобладают над процессами дыхания. Мутность и прозрачность зависят от содержания в воде взвешенных веществ органического и минерального происхождения. Из наиболее значимых для живых организмов абиотических факторов в водных объектах следует отметить соленость воды — содержание в ней растворенных карбонатов, сульфатов, хлоридов. В пресных водах их мало, причем преобладают карбонаты (до 80%). В океанической воде преобладают хлориды и отчасти сульфаты. В морской воде растворены практически все элементы периодической системы, включая металлы. Другая характеристика химических свойств воды связана с присутствием в ней растворенного кислорода и диоксида углерода. Особенно важен кислород, идущий на дыхание водных организмов. Жизнедеятельность и распространение организмов в воде зависят от концентрации ионов водорода (рН).

Литосфера— это твердая внешняя оболочка Земли толщиной от 40 до 100 км. Она включает материки, острова и дно океанов. Средняя высота материков над уровнем океана: Антарктиды—2200 м, Азии—960 м, Африки—750 м, Северной Америки — 720 м, Южной Америки — 590 м, Европы — 340 м, Австралии — 340 м.

. В литосфере выделяют массив горных пород, земную поверхность и почвы.

Почва — это рыхлый поверхностный горизонт суши, способный производить урожай растений. Важ­нейшее свойство почвы — ее плодородие, которое определяется физическими и химическими свойства­ми почвы. Почва — трехфазная среда, включающая твердые, жидкие и газообразные компоненты. Она представляет собой продукт физического, химическо­го и биологического преобразования горных пород, т.е. формируется в результате сложного взаимодействия климата, растений, животных и микроорганизмов. Сама почва постоянно развивается и изменяется, вслед­ствие чего существует большое разнообразие ее типов. Органические вещества, поступающие в почву с растительным опадом, включают углеводы (лигнин, целлюлоза, гемицеллюлоза), белковые ве­щества, жиры, а также конечные продукты обмена у растений — воск, смолы, дубильные вещества. Органи­ческие остатки в почве разрушаются (минерализуются) с образованием более простых (вода, диоксид углерода, аммиак и др.) веществ или превращаются в более сложные соединения — перегной, или гумус. Одна из наиболее важных характеристик почвы — ее механический состав, т.е. содержание частиц раз­ной величины. Установлены четыре градации механического состава: песок, супесь, суглинок и гли­на. От механического состава почвы зависят ее водопроницаемость, способность удерживать влагу, проникновение в нее корней растений и др. Кроме того, каждая почва характеризуется плотностью, тепловы­ми и водными свойствами. Химические свойства почвы зависят от содержа­ния минеральных веществ, которые находятся в ней в виде растворенных ионов. Некоторые ионы являются для растений токсичными, другие — жизненно необхо­димыми. Концентрация ионов водорода (рН) в среднем близка к нейтральному значению. Флора таких почв особенно богата видами. В известковых (рН 8) и засо­ленных почвах (рН 4) развивается только специфическая растительность. Обитающее в почве множество видов растительных и животных организ­мов активно влияет на ее физико-химические характеристики

.

3. Отходы производства. Каковы их основные принципы размещения, детоксикации и реутилизации?

Промышленные отходы делятся на твердые и жидкие, кроме того, отходы делятся по химическому, гигиеническому и технологическому признакам. Основными направлениями ликвидации и переработки отходов являются: вывоз и захоронение на полигонах, сжигание, складирование и хранение до появления технологии переработки, а металлоотходы используются в металлургии. Из отходов древесины изготавливаются прессованием, товары народного потребления.

При термической переработке пластмасс расходуется много кислорода и выделяется большое количество высокотоксичных газов. Наиболее рациональный метод ликвидации пластмассовых отходов – высокомолекулярный нагрев без доступа воздуха (пиролиз), в результате которого в смеси с другими отходами ( дерево, резина и др.) получаются ценные продукты ( горючий газ, смола и пр.).

Применяется переработка промышленного мусора в строительные материалы. В некоторых городах (Москва, Ереван) переработку промотходов производят на специальных заводах. Захоронения отходов производится в специально отведенных местах на незатопляемой территории с низким уровнем грунтовых вод в районе глинистых почв, с оставлением санитарно-защитной зоны до жилых районов, водоемов согласно санитарным норм.

В настоящее время основной способ защиты окружающей среды от вредных химических выбросов заключается в их предварительной нейтрализации, т. е превращении в экологически менее вредную форму. Однако быстро растущий объем отходов, даже подвергнутых нейтрализации, представляет серьезную опасность для окружающей среды. Природа подсказывает нам решение более высокого порядка, а именно: создание сопряженных технологий, когда отходы одного процесса использовались бы как исходный материал для другого. Именно этот подход является основой для объединения всех бесчисленных химических превращений, протекающих в живой природе, в единую глобальную безотходную технологию, в рамках которой отсутствует само понятие отходов.

4. В чем состоят особенности использования и охраны природных ресурсов

Охрана природы - комплекс мер по сохранению, рациональному использованию и восстановлению природных ресурсов Земли, в том числе видового разнообразия флоры и фауны, богатства недр, чистоты вод и атмосферы.

Развитие человеческого общества во все времена было связано с использованием разнообразных ресурсов. Природная среда является местом обитания человека и источником всех благ, необходимых для его жизни и производственной деятельности.

С развитием общественного производства все более возрастает влияние человека на природу, использование ее сил и ресурсов. Причем достижения науки и техники создали иллюзию как бы обособленности человека от природы и даже господства над ней. Для удовлетворения своих потребностей современный человек нуждается в значительно большем количестве ресурсов, чем раньше, в связи с чем перед человечеством встают серьезные и сложные проблемы охраны природы и рационального использования природных ресурсов.

Фактически же природные условия и ресурсы являются необходимыми условиями для развития и промышленного, и сельскохозяйственного производства.

Все ресурсы принято подразделять на исчерпаемые и не исчерпаемые. К последним относятся, например, климатические ресурсы, энергию Солнца, ветра, текущих вод, а также приливов и отливов.

Почти все остальные - исчерпаемые, которые, в свою очередь, делятся на возобновляемые и не возобновляемые.

Возобновляемыми являются ресурсы биосферы, но и они могут стать при неразумном использовании не возобновляемыми. Руды и все другие полезные ископаемые можно отнести к практически не возобновляемым ресурсам.

Установлено, что запасов не возобновимых ресурсов на Земле недостаточно для того, чтобы обеспечить наращивания производства и потребления в масштабах планеты. Для многих ресурсов скорость их расходования растет быстрее численности населения.

Высокие темпы потребления многих видов природных ресурсов приводят к истощению источников сырья. Во всем мире начал ощущаться недостаток топливных ресурсов, особенно нефти. Все большую остроту приобретает топливно-энергетическая проблема.

Степень освоенности природных ресурсов в странах мира характеризуется крайней неравномерностью, она обуславливается сочетанием влияния природных и общественных факторов (степень освоенности и заселенности территории, наличие транспортной сети, а также необходимо учитывать требования по охране окружающей среды).

Кроме разведки новых месторождений полезных ископаемых, существует еще одна реальная возможность улучшения мировой ресурсной ситуации – это повторное использование, например, металлов, а также возможность замены их другими материалами. Во многих экономически развитых странах запасы вторичного сырья сопоставимы с разведанными геологическими.

Рациональное использование природных ресурсов, требует установления такого взаимоотношения производственной деятельности предприятий с окружающей природной средой, при котором удовлетворяются потребности народного хозяйства в промышленной продукции, с эффективностью, отвечающей современному уровню социально-экономического развития общества, и соблюдаются требования к экономии природных ресурсов и сохранению окружающей среды.

Контроль и сознательное регулирование природных процессов людьми обычно происходит на недостаточном уровне. В результате антропогенное воздействие на природу приводит к неблагоприятным для человечества изменениям.

Увеличивающиеся темпы развития общественного производства определяют возрастание потребности в природных ресурсах, как в минеральных, так и в растительных и животных, что оказывает отрицательное экологическое воздействие на окружающую среду.

Природные ресурсы наравне с трудовыми, материальными и финансовыми в большинстве своем требуют экономного и рационального использования и включаются в систему экономического и социального планирования развития предприятий, регионов и народного хозяйства в целом.

Экономическая оценка природных ресурсов дает возможность учесть всевозможные потери, связанные с их широким использованием, и оценить в денежном выражении экологические последствия воздействия производства на окружающую среду.

Современное состояние экономической сферы и ее воздействие на окружающую среду в процессе производства требуют признания природных ресурсов важнейшим звеном в цепи взаимосвязи между экономической деятельностью и развитием окружающей среды. Отсюда следует, что разумное осуществление экономической деятельности невозможно без проведения совокупности мероприятий, направленных на охрану окружающей среды.

К таким мерам относятся создание безотходных технологий, очистных сооружений, упорядочение использования пестицидов, прекращение производства ядохимикатов, способных накапливаться в организме, рекультивация земель и пр., а также создание охраняемых территорий (заповедники, национальные парки и др.), центров по разведению редких и исчезающих животных и растений (в том числе для сохранения генофонда Земли), составление мировой и национальных Красных книг. Природоохранительные меры предусмотрены в земельном, лесном, водном и других национальных законодательствах, которые устанавливают ответственность за нарушение природоохранительных норм. В ряде стран в результате осуществления правительственных природоохранных программ удалось существенно улучшить качество окружающей среды в отдельных регионах (например, в результате многолетней и дорогостоящей программы удалось восстановить чистоту и качество воды в Великих озёрах).

5. Охарактеризуйте методы очистки промышленных стоков.

Вода обладает уникальными физическими и химическими свойствами, которые оказывали влияние на всю жизнь по мере её развития. Земля, как биосфера, зависит от физико-химических свойств воды. Влияние окружающей среды ассоциируется с загрязнением воды. Грязная вода является значительным источником болезней в городах, где население увеличивается, а потребление воды ограничено.

Промышленные выбросы не только засоряют, но и отравляют сточные воды. А эффективность дорогостоящих приспособлений для очистки таких вод пока еще недостаточно изучена.Несмотря ни на что, некоторые городские хозяйства и промышленные предприятия все еще предпочитают сбрасывать отходы в соседние реки. На промышленные и бытовые нужды потребляется около 600-700 куб.км воды в год. Из этого объема безвозвратно расходуется 130-150 куб. км, а около 500 куб. км отработанных, так называемых сточных вод сбрасывается в реки, озера и моря. Важное место в предохранении гидроресурсов от качественного истощения принадлежит очистным сооружениям. Очистные сооружения бывают разных типов в зависимости от основного способа обезвреживании

На промышленные и бытовые нужды потребляется около 600-700куб.км воды в год. Из этого объема безвозвратно расходуется 130-150куб. км, а около 500 куб. км отработанных, так называемых сточных вод сбрасывается в реки, озера и моря. Важное место в предохранении гидроресурсов от качественного истощения принадлежит очистным сооружениям.

Методы очистки воды можно разделить на :

Когда же они применяются вместе, то метод очистки и обезвреживания сточных вод называется комбинированным. Применение того или иного метода в каждом конкретном случае определяется характером загрязнения и степенью вредности примесей.

При механическом методе нерастворимые примеси удаляют из сточных вод через систему отстойников и разного рода ловушек. В прошлом этот способ находил самое широкое применение для очистки промышленных стоков. Механическая очистка позволяет выделять из бытовых сточных вод до 60-75% нерастворимых примесей, а из промышленных до 95%, многие из которых как ценные примеси, используются в производстве.

Химический метод заключается в том, что в сточные воды добавляют различные химические реагенты, которые вступают в реакцию с загрязнителями и осаждают их в виде нерастворимых осадков. Химической очисткой достигается уменьшение нерастворимых примесей до 95% и растворимых до 25%

Физико-химический метод, при обработке из сточных вод удаляются тонко дисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества, чаще всего из физико-химических методов применяется окисление, сорбция, экстракция и т.д. Для очистки промышленных стоков сложного состава применяют электролитический метод. Он заключается в разрушении органических веществ в сточных водах и извлечении металлов, кислот и других неорганических веществ. Электролитический способ очень эффективен и требует относительно небольших затрат на сооружение очистных станций.. Электролитическая очистка осуществляется в особых сооружениях - электролизерах. Очистка сточных вод с помощью электролиза эффективна на свинцовых и медных предприятиях, в лакокрасочной и некоторых других областях промышленности.

Загрязненные сточные воды очищают также с помощью ультразвука, озона, ионообменных смол и высокого давления, хорошо зарекомендовала себя очистка путем хлорирования.

Среди методов очистки сточных вод большую роль играет биологический метод, основанный на использовании закономерностей биохимического и физиологического самоочищения рек и других водоемов. Есть несколько типов биологических устройств по очистке сточных вод: биофильтры и биологические пруды.

Список используемой литературы

  1. Моисеев Н.Н., Александров В.В., Тарко А.М. Человек и биосфера. - М.:Наука,1986.

  2. Банников А.Г и др. Основы экологии и охрана окружающей среды. 3-е изд. – М.: Колос,1996.

  3. Вернадский В. И. Биосфера. – М.: Мысль,1967.







Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации