Реферат: Экосистема
ГОРОДСКИЕ И ПРОМЫШЛЕННЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ
Общая характеристика городских экосистем.
Городские экосистемы гетеротрофны, долясолнечной энергии, фиксированная городскими растениями или солнечнымибатареями, расположенными на крышах домов, незначительна. Основные источникиэнергии для предприятий города, отопления и освещения квартир горожанрасположены за его пределами. Это — месторождения нефти, газа, угля, гидро- иатомные электростанции.
Город потребляет огромное количество воды, лишьнезначительную часть которой человек использует для непосредственногоупотребления. Основную часть воды тратят на производственные процессы и набытовые нужды. Личное потребление воды в городах составляет от 150 до 500 л всутки, а с учетом промышленности на одного гражданина приходится до 1000 л всутки.
Использованная городами вода возвращается в природу взагрязненном состоянии — она насыщена тяжелыми металлами, остаткаминефтепродуктов, сложными органическими веществами, подобными фенолу, и т.д. Вней могут содержаться болезнетворные микроорганизмы. Город выбрасывает ватмосферу ядовитые газы, пыль, концентрирует на свалках токсичные отходы,которые с потоками весенней воды попадают в водные экосистемы.
Растения, в составе городских экосистем растут впарках, садах, на газонах, их главное назначение — регулирование газовогосостава атмосферы. Они выделяют кислород, поглощают диоксид углерода и очищаютатмосферу от вредных газов и пыли, попадающих в неё при работе промышленныхпредприятий и транспорта. Растения имеют также большое эстетическое идекоративное значение.
Животные в городе представлены не только обычными вестественных экосистемах видами (в парках живут птицы: горихвостка, соловей,трясогузка; млекопитающие: полевки, белки и представители других группживотных), но и особой группой городских животных — спутников человека. В еёсоставе — птицы (воробьи, скворцы, голуби), грызуны (крысы и мыши), и насекомые(тараканы, клопы, моль). Многие животные, связанные с человеком, питаютсяотбросами на помойках (галки, воробьи). Это санитары города. Разложениеорганических отходов ускоряют личинки мух и другие животные и микроорганизмы.
Главная особенность экосистем современных городов втом, что в них нарушено экологическое равновесие. Все процессы регулированияпотоков вещества и энергии человеку приходится брать на себя. Человек долженрегулировать как потребление городом энергии и ресурсов — сырья дляпромышленности и пищи для людей, так и количество ядовитых отходов, поступающихв атмосферу, воду и почву в результате деятельности промышленности итранспорта. Наконец, он определяет и размеры этих экосистем, которые в развитыхстранах, а последние годы и в России, быстро «расползаются» за счет загородногокоттеджного строительства. Районы низкоэтажной застройки уменьшают площадьлесов и сельскохозяйственных угодий, их «расползание» требует строительствановых шоссейных дорог, что уменьшает долю экосистем, способных производитьпродукты питания и осуществлять круговорот кислорода.
Промышленное загрязнение среды.
В городских экосистемах наиболее опасно для природыпромышленное загрязнение.
Химическое загрязнение атмосферы. Этот фактор относится к числу наиболее опасных для жизничеловека. Наиболее распространенные загрязнители — сернистый газ, оксиды азота,оксид углерода, хлор, и др. В некоторых случаях из двух или относительнонескольких относительно не опасных веществ, выброшенных в атмосферу, подвлиянием солнечного света могут образоваться ядовитые соединения. Экологинасчитывают около 2000 загрязнителей атмосферы.
Главные источники загрязнения — ТЭС. Сильно загрязняют атмосферутакже котельные, нефтеперерабатывающие предприятия и автотранспорт.
Химическое загрязнение водоемов. Предприятия сбрасывают в водоемы нефтепродукты, соединенияазота, фенол и многие другие отходы промышленности. При добыче нефти водоемызагрязняются засоленными видами, нефть и нефтепродукты также разливаются притранспортировке. В России от нефтяного загрязнения более всего страдают озераСевера Западной Сибири. За последние годы возросла опасность для водныхэкосистем бытовых стоков городской канализации. В этих стоках повысиласьконцентрация моющих средств, которые микроорганизмы разлагают с трудом.
Пока количество загрязнителей, выбрасываемых в атмосферу илисбрасываемых в реки, невелико, экосистемы сами в состоянии справиться с ними.При умеренном загрязнении вода в реке становится практически чистой через 3-10км от источника загрязнения. Если загрязнителей слишком много, экосистемы немогут с ними справиться и начинаются необратимые последствия. Вода становитсянепригодной для питья и опасной для человека. Не годится загрязненная вода идля многих отраслей промышленности.
Загрязнение поверхности почвы твердыми отходами. Городские свалки промышленного и бытового мусора занимаютбольшие площади. В составе мусора могут оказаться ядовитые вещества, такие, какртуть или другие тяжелые металлы, химические соединения, которые растворяются вдождевых и снеговых водах и затем попадают в водоемы и грунтовые воды. Могутпопасть в мусор и приборы, содержащие радиоактивные вещества.
Поверхность почвы может быть загрязнена золой, оседающей из дымаТЭЦ, работающих на угле, предприятий по производству цемента, огнеупорногокирпича и т.д. Для предотвращения этого загрязнения на трубах устанавливаютспециальные пылеуловители.
Химическое загрязнение грунтовых вод. Токи грунтовых вод перемещают промышленные загрязнения набольшие расстояния, и не всегда можно установить их источник. Причинойзагрязнения может быть вымывание токсичных веществ дождевыми и снеговыми водамис промышленных свалок. Загрязнение подземных вод происходит и при добыче нефтисовременными методами, когда для повышения отдачи нефтяных пластов в скважиныповторно закачивают соленую воду, поднявшуюся на поверхность вместе с нефтьюпри её откачке. Засоленные воды попадают в водоносные горизонты, вода вколодцах приобретает горький вкус и оказывается не пригодной для питья.
Шумовое загрязнение. Источникомшумового загрязнения может быть промышленное предприятие или транспорт.Особенно сильный шум производят тяжелые самосвалы и трамваи. Шум влияет нанервную систему человека, и потому в городах и на предприятиях проводятсямероприятия по шумозащите. Железнодорожные и трамвайные линии и дороги, покоторым проходит грузовой транспорт, нужно выносить из центральных частейгородов в малонаселенные районы и создавать вокруг них зеленые насаждения,хорошо поглощающие шум. Самолеты не должны летать над городами.
Шум измеряют децибелах. Тиканье часов — 10 дб, шепот — 25, шум отоживленной магистрали — 80, шум самолета при взлете — 130 дб. Болевой порогшума — 140 дб. На территории жилой застройки днем шум не должен превышать 50-66дб.
Также к загрязнителям относят: загрязнение поверхности почвыотвалами вскрышных пород и золы, биологическое загрязнение, тепловое загрязнение,радиационное загрязнение, электромагнитное загрязнение.
СПРАВОЧНЫЙМАТЕРИАЛ
Загрязнение атмосферы. Если принять заединицу загрязненность воздуха над океаном, то над селами она выше в 10 раз,над небольшими городами — в 35 раз, а над большими городами — в 150 раз.Толщина слоя загрязненного воздуха над городом составляет 1,5 — 2 км.
Наиболее опасными загрязнителями являютсябенз-а-пирен, диоксид азота, формальдегид, пыль. В Европейской части России ина Урале в среднем в течении года на 1 кв. км выпадало свыше 450 кг атмосферныхзагрязнителей. По сравнению с 1980 г… количество выбросов диоксида серывыросло в 1.5 раза; 19 млн. т атмосферных загрязнителей выбросил в атмосферуавтомобильный транспорт.
Сброс сточных вод в реки составил 68,2 куб. км припостпотреблении 105,8 куб. км. Потребление воды промышленностью составляет 46%.Доля неочищенных сточных вод с 1989 г. уменьшается и составляет 28%.
Вследствие преобладания западных ветров Россияполучает от западных соседей в 8-10 раз больше атмосферных загрязнителей, чемотправляет к ним.
Кислотные дожди отрицательно повлияли на половинулесов Европы, начался процесс усыхания лесов и в России. В Скандинавии из-закислотных осадков, поступающих из Великобритании и ФРГ, погибло уже 20.000 озер.Под влиянием кислотных дождей гибнут памятники архитектуры.
Вредные вещества, выходящие из дымовой трубы высотой100 м, рассеиваются в радиусе 20 км, высотой 250 м — до 75 км. Труба — чемпионпостроена на медно-никелевом комбинате в г. Садбери (Канада) и имеет высотуболее 400 м.
Разрушающие озоновый слой хлорфторуглероды (ХФУ)попадают в атмосферу из газов охладительных систем (в США — 48%, а в остальныхстранах — 20%), от использования аэрозольных баллончиков (в США — 2%, анесколько лет назад их продажу запретили; в других странах — 35%),растворителей, используемых в химчистках (20%) и при производстве пенопластов,включая стайроформ (25-30%).
Основной источник фреонов, разрушающих озоновый слой- промышленные холодильники — рефрижераторы. В обычном бытовом холодильнике 350г фреона, а в промышленных — десятки килограммов. Рефрижераторное хозяйствотолько в Москве ежегодно использует 120 т фреона. Значительная часть его из-занесовершенства оборудования оказывается в атмосфере.
Загрязнение пресноводныхэкосистем. В Ладожское озеро — резервуар питьевой воды для шестимиллионного Санкт-Петербурга — в 1989 г. былосброшено со сточными водами 1,8 т фенолов, 69,7 т сульфатов, 116,7 тсинтетических поверхностно-активных веществ (ПАВ).
Загрязняет водные экосистемы и речной транспорт. На озере Байкал,например, плавают 400 судов разного размера, они сбрасывают в воду около 8 тнефтепродуктов в год.
На большинстве предприятий России токсичные отходы производстваили сбрасывают в водоемы, отравляя их, или накапливают, не перерабатывая,нередко в огромных количествах. Эти скопления смертоносных отходов можноназвать «экологическими минами», при прорыве дамб они могут оказаться вводоемах. Пример такой «экологической мины» — Череповецкий химический комбинат«Аммофос». Его отстойник занимает площадь 200 га и содержит 15 млн. т отходов.Дамбу, которая огораживает отстойник, ежегодно поднимают на 4 м. К сожалению«череповецкая мина» — не единственная.
В развивающихся странах ежегодно умирает 9 млн. человек. К 2000 г.питьевой воды не будет хватать более чем 1 млрд. человек.
Загрязнение морских экосистем. ВМировой океан сброшено около 20 млрд. т мусора — от бытовых стоков дорадиоактивных отходов. Каждый год на каждый 1 кв. км водной поверхностидобавляют еще по 17 т мусора.
Ежегодно в океан выливается более 10 млн. т нефти, которая образуетпленку, покрывающую 10-15% его поверхности; а 5 г нефтепродуктов достаточно,чтобы затянуть пленкой 50 кв. м водной поверхности. Эта пленка не толькоуменьшает испарение и поглощение диоксида углерода, но и вызывает кислородноеголодание и гибель икры и молоди рыб.
Радиационное загрязнение. Предполагают,что к 2000 г. в мире накопится 1 млн. куб. м высокоактивных радиоактивныхотходов.
Естественный радиоактивный фон воздействует на каждого человека,даже на того, который не соприкасается в работе с АЭС или ядерным оружием. Всемы за свою жизнь получаем определенную дозу радиации, 73% которой приходится наизлучения природных тел (например, гранита в памятниках, облицовке домов и пр.),14% — на медицинские процедуры ( в первую очередь от посещения рентгеновскогокабинета) и 14% — на космические лучи.
За жизнь (70 лет) человек может без большого риска, набратьрадиацию в 35 бэр (7 бэр от естественных источников, 3 бэра от космических источникови рентгеновских аппаратов). В зоне Чернобыльской АЭС в наиболее загрязненныхучастках можно получить до 1 бэра за час. Мощность излучения на кровле в периодтушения пожара на АЭС достигала 30.000 рентген в час и потому без радиационнойзащиты (свинцового скафандра) смертельную дозу облучения можно было получить за1 минуту.
Часовая доза радиации, смертельная для 50% организмов, составляет400 бэр для человека, 1000-2000 — для рыб и птиц, от 1000 до150.000 — длярастений и 100.000 бэр для насекомых. Таким образом, самое сильное загрязнение- не помеха для массового размножения насекомых. Из растений наименее устойчивык радиации деревья и наиболее устойчивы травы.
Загрязнение бытовым мусором.Количество накапливающегося мусора постоянно растет. Сейчас его на каждогогорожанина приходится от 150 до 600 кг в год. Больше всего мусора производят вСША (520 кг в год на одного жителя), в Норвегии, Испании, Швеции, Нидерландах — 200-300 кг, а в Москве — 300-320 кг.
Для того чтобы в природной среде разложилась бумага, требуется от 2до10 лет, консервная банка — более 90 лет, фильтр от сигареты — 100 лет,полиэтиленовый пакет — более 200 лет, пластмасса — 500 лет, стекло — более 1000лет.
Способы уменьшения вреда от химическихзагрязнений
Самые распространенные загрязнения — химические. Существует триосновных способа уменьшения вреда от них.
Разбавление. Даже очищенные стокинеобходимо разбавлять в 10 раз (а неочищенные — в 100-200 раз). На предприятияхсооружают высокие трубы, чтобы выбрасываемые газы и пыль рассеивалисьравномерно. Разбавление — малоэффективный способ уменьшения вреда отзагрязнения, допустимый лишь как временная мера.
Очистка. Это основной способуменьшения выбросов вредных веществ в окружающую среду в России сегодня. Однаков результате очистки образуется много концентрированных жидких и твердыхотходов, которые также приходится хранить.
Замена старых технологий новыми — малоотходными. За счет более глубокой переработки удается снизить количествовредных выбросов в десятки раз. Отходы от одного производства становятся сырьемдля другого.
Образные названия этим трем способам уменьшения загрязненияокружающей среды дали экологи ФРГ: «удлини трубу» (разбавление рассеиванием),«заглуши трубу» (очистка) и «завяжи трубу узлом» (малоотходные технологии).Немцы восстановили экосистему Рейна, который долгие годы был сточной канавой,куда сбрасывались отходы промышленных гигантов. Это удалось сделать только в80-е годы, когда, наконец, «завязали трубу узлом».
Уровень загрязнения среды в России еще очень высок, и экологическинеблагоприятная обстановка, опасная для здоровья населения, сложилась почти в100 городах страны.
Некоторое улучшение экологической ситуации в России достигнутоблагодаря улучшению работы очистных сооружений и падению производства. Дальнейшегоуменьшения выбросов ядовитых веществ в окружающую среду можно добиться, есливнедрить менее опасные малоотходные технологии. Однако, чтобы «завязать трубуузлом», необходимо обновление оборудования на предприятиях, что требует оченьбольших вложений и потому будет проводиться постепенно.
Заключение
Города и промышленные объекты (нефтепромыслы, карьеры дляразработок угля и руды, химические и металлургические комбинаты) работают засчет энергии, которая поступает из других промышленных экосистем(энергетического комплекса), и их продукция — не растительная и животнаябиомасса, а сталь, чугун и алюминий, различные машины и приборы, строительныематериалы, пластмассы и многое другое, чего нет в природе. Сейчас города — «паразиты» биосферы, они не могут обеспечить себя энергией и ресурсами и в ихэкосистемах никогда не возникает экологическое равновесие. Но отказаться отгородов человечество не может, и потому главная задача экологии — это уменьшитьвредное влияние городов на естественные и сельскохозяйственные экосистемы иобеспечить в них условия для жизни главного звена этой искусственной экосистемы- человека.
Проблемы экологии городов — это в первую очередь проблемыуменьшения выбросов в окружающую среду различных загрязнителей и защита от городовводы, атмосферы, почвы. Их решают путем создания новых малоотходных технологийи производственных процессов и эффективных очистных сооружений. Большую роль всмягчении влияния факторов городской среды на человека играют растения. Зеленыенасаждения улучшают микроклимат, улавливают пыль и газы, благотворно влияют напсихическое состояние горожан.
/>
Литература:
Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Экология России. Учебник из Федеральногокомплекта для 9 — 11 классов общеобразовательной школы. Изд. 2-е, перераб. Идоп. — М.: АО МДС, 1996. — 272 с ил.