Контрольная работа по "Экологии"

     1) природные экосистемы существуют  за счет не загрязняющей среду  даровой солнечной энергии, количество  которой избыточно и относительно  постоянно; 

     2) перенос энергии и вещества через сообщество живых организмов в экосистеме происходит по пищевой цепи; все виды живого в экосистеме делятся по выполняемым ими функциям в этой цепи на продуцентов, консументов, детритофагов и редуцентов - это биотическая структура сообщества; количественное соотношение численности живых организмов между трофическими уровнями отражает трофическую структуру сообщества, которая определяет скорость прохождения энергии и вещества через сообщество, то есть продуктивность экосистемы;

     3) природные экосистемы благодаря  своей биотической структуре  неопределенно долго поддерживают  устойчивое состояние, не страдая  от истощения ресурсов и загрязнения  собственными отходами; получение  ресурсов и избавление от отходов  происходят в рамках круговорота  всех элементов.  

     2. Парниковый эффект. Степень потепления  и возможные его  последствия. Стратегии  борьбы с парниковым  эффектом.

     Все мы в последние десятилетия наблюдаем  резкое повышение температуры, когда  зимой в место отрицательных температур, мы месяцами наблюдаем оттепели до 5 – 8 градусов тепла, а в летние месяцы – засухи и суховеи, иссушающие почву земли и ведущие к ее эрозии. Почему это происходит? Такое изменение температуры объясняется учеными тем, что меняется сам климат нашей планеты. Большинство ученых сходятся во мнение, что начинается глобальное потепление. Причинами называются и естественное колебание средней температуры, и солнечная активность, и параметры орбиты земли, и парниковые газы. Как причину потепления рассматривают даже умненьшение количесвтва пыли на земле.

       Многолетние наблюдения показывают, что в результате хозяйственной деятельности изменяется газовый состав и запыленность нижних слоев атмосферы. С распаханных земель во время пыльных бурь поднимаются в воздух миллионы тонн частиц почвы. При разработке полезных ископаемых, при производстве цемента, при внесении удобрений и трении автомобильных шин о дорогу, при сжигании топлива и выбросе отходов промышленных производств в атмосферу попадает большое количество взвешенных частиц разнообразных газов. Определения состава воздуха показывают, что сейчас в атмосфере Земли углекислого газа стало на 25% больше, чем 200 лет назад. Это, безусловно, результат хозяйственной деятельности человека, а также вырубки лесов, зеленые листья которых поглощают углекислый газ.

          Еще в конце прошлого века великолепный химик и серьезный ученый Сванте Аррениус выдвинул гипотезу: поскольку углекислый газ поглощает тепловое излучение, то естественно предположить, что чем больше его в атмосфере, тем теплее становится на Земле. С повышением концентрации углекислого газа в воздухе связан парниковый эффект, который проявляется в нагреве внутренних слоев атмосферы Земли. Это происходит потому, что атмосфера пропускает основную часть излучения Солнца. Часть лучей поглощается и нагревает земную поверхность, а от нее нагревается атмосфера. Другая часть лучей отражается от поверхности Планеты и это излучение поглощается молекулами углекислого газа, что способствует повышению средней температуры Планеты. Действие парникового эффекта анналогично действию стекла в оранжерее или парнике (от этого возникло название " парниковый эффект").

          Газы, вызывающие своей повышенной концентрацией парниковый эффект, называют парниковыми газами. В основном это углекислый газ и водяной пар, но существуют и другие газы, поглощающие энергию, исходящую от Земли.

     ПРИРОДНЫЙ ГАЗ.

        Природный газ, используемый в энергетике, относится к невозобновляемым энергетическим ресурсам, в то же время это наиболее экологически чистый вид традиционного энергетического топлива. Природный газ на 98% состоит из метана, остальные 2% приходятся на этан, пропан, бутан и некоторые другие вещества. При сжигании газа единственным действительно опасным загрязнителем атмосферы является смесь оксидов азота. На тепловых электростанциях и в отопительных котельных, использующих, природный газ, выбросов углекислого газа, способствующего парниковому эффекту, вдвое меньше, чем на угольных энергетических установках, вырабатывающих тоже количество энергии.

       Применение сжиженного и сжатого природного газа на автомобильном транспорте дает возможность значительно снизить загрязнение среды обитания и улучшить качество воздуха в городах, то есть "затормозить" парниковый эффект. По сравнению с нефтью, природный газ не дает такого загрязнения среды в процессе добычи и транспортировки к месту потребления.

       Запасы природного газа в мире достигают 70 триллионов кубических метров. При сохранении нынешних объемов добычи их хватит более, чем на 100 лет. Газовые месторождения встречаются как отдельно, так и в соединении с нефтью, водой, а также в твердом состоянии (так называемые газогидратные скопления). Большинство месторождений природного газа располагаются в труднодоступных и экологически ранимых районах Заполярной тундры.

     Хотя  природный газ и не вызывает парниковый эффект, его можно отнести к "парниковым" газам, так как при его использовании  выделяется углекислый газ, способствующий парниковому эффекту.

     УГЛЕКИСЛЫЙ  ГАЗ.

     Углекислый  газ - диоксид углерода, постоянно  образуется в природе при окислении  органических веществ: гниении растительных и животных остатков, дыхании, сжигании топлива. Парниковый эффект происходит из-за нарушения человеком круговорота  углекислого газа в природе. Его  основным источником служат процессы сжигания органического топлива (уголь, газ, нефть и продукты ее переработки, горючие сланцы, дрова). Все эти  вещества состоят в основном из углерода и водорода. Поэтому их еще называют органическим, углеводородным топливом. За счет их сжигания в атмосферу  поступает до 80% двуокиси углерода.

     При горении, как известно, поглощается  кислород и выделяется углекислый газ. Вследствие этого процесса, каждый год человечество выбрасывает в  атмосферу 7 миллиардов тонн углекислого  газа! Даже представить трудно себе эту величину. Одновременно с этим на Земле вырубаются леса – один из самых главных потребителей углекислого  газа, причем, вырубаются со скоростью 12 гектаров в минуту!!! Вот и получается, что углекислого газа в атмосферу  поступает все больше и больше, а потребляется растениями все меньше и меньше.

     Сегодня среди процессов, нарушающих редукцию почвенно-растительного покрова  суши стоят такие, как: 1) сведение лесов; 2) земледелие; 3) перевыпас и ряд других нарушений.

     Круговорот  углекислого газа на Земле нарушается, поэтому в последние годы содержание углекислого газа в атмосфере  хотя и медленно, но верно увеличивается. А чем его больше, тем сильнее  парниковый эффект. Поэтому одним  из самых важных результатов, привлекающих к себе внимание ученых и широко обсуждаемых в литературе, является повышение концентрации углекислого  газа в атмосфере. Опубликованные в  последние дни данные о содержании парниковых газов в атмосфере заставляют ученых делать неутешительные выводы: их содержание не просто нарастает, за последние два года увеличиваются и темпы прироста. Это, главным образом, касается измерений уровня углекислого газа. Следует отметить, что в последние 70 лет наблюдается поднятие уровня Мирового океана в среднем на 1,5 мм в год. Полагают, что одна из причин этого - таяние ледников, происходящее вследствие потепления климата. Быстрое таяние ледников может привести к сильной перестройке всей природной среды. Так, возможен подъем уровня Мирового океана на 5 м, затопление низменностей и в связи с этим необходимость переселения почти миллиарда человек.

     ХЛОРФТОРСОДЕРЖАЩИЕ  ГАЗЫ.

     Галогены  или хлорфторсодержащие газы широко применяются в химической промышленности. Фтор используют для получения некоторых ценных вторпроизводных, например, смазочных веществ, выдерживающих высокую температуру, пластмасс, стойких к химическим реагентам (тефлон), жидкостей для холодильных машин(фреонов или хладонов). Фреон выделяется также аэрозолями и холодильными машинами.

     Один  из самых распространенных фреонов-дифтордихлорэтан (фреон-12) - газ, не ядовит, не реагирует с металлами, без цвета и запаха. Под давлением легко сжижается и превращается в жидкость с температурой кипения - 30градусов по Цельсию. Применяется в холодильных установках и как растворитель для образования аэрозолей. Хлор служит для приготовления многочисленных органических и неорганических соединений. Его применяют в производстве соляной кислоты, хлорной извести, гипохлоритов и хлоратов и др. Большое количество хлора используется для отбеливания тканей и целлюлозы, идущей на изготовление бумаги.

     Хлор  применяют также для стериллизации питьевой воды и обеззараживане сточных вод. В цветной металлургии его используют для хлорирования руд, которое является одной из стадий получения некоторых металлов. Особенно большое значение приобрели за последнее время некоторые хлорорганические продукты. Например, хлорсодержащие органические растворители-дихлорэтан, четыреххлористый углерод, широко применяются для экстракции жиров и обезжиривание металлов. Некоторые хлорорганические продукты служат эффективными средствами борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур. На основе хлорорганических продуктов изготовляют различные пластические массы, синтетические волокна, каучуки, заменители кожи (павинол). Так как хлорфторсодержащие газы широко используются в промышленности, их добыча непрерывно растет, а, значит, также растут и выбросы в атмосферу этих газов.

     Хлорфторсодержащие газы - "парниковые газы", следовательно, из-за повышения их концентрации в атмосфере процесс парникового эффекта идет быстрее. Кроме того фреоны, относящиеся к хлорфторсодержащим газам, разрушают озоновый слой в атмосфере. Из этих газов делают ядохимикаты, которые хотя и борятся с сельскохозяйственными вредителями, но и нарушают экологический баланс.

     Содержание  озона в стратосфере также  воздействует на климат. Поглощение озоном ультрафиолетовой радиации приводит к  нагреванию определенных слоев воздуха  высоко в стратосфере. Эти слои не позволяют газообразным примесям проникать  в толщу стратосферы. Тепловая «шапка» - важный фактор формирования тропосферного  воздуха, а следовательно и климата Земли. По этому, любые виды человеческой деятельности, приводящие к уменьшению среднего содержания озона в стратосфере, могут иметь весьма серьезные отдаленные последствия для климата, здоровья людей, состояния всей живой природы.

     МЕТАН

     Следующими  по вкладу в парниковый эффект являются метан СН₄ и закись азота N₂O. Концентрация того и другого газа определяется как естественными, так и антропогенными причинами. Так, естественным источником СН₄ являются переувлажненные почвы, в которых происходят процессы анаэробного разложения. Человек добавил свои источники - рисовые плантации, добычу и транспортировку природного газа, сжигание биомассы и др. К естественным поставщикам N₂O в атмосферу относятся океан и почвы. Антропогенная добавка связана с сжиганием топлива и биомассы, вымыванием азотных удобрений. Есть предположение, что метан – основная причина потепления. В частности доктор геолого-минералогических наук Н.А. Ясаманов, предполагают, что в нынешнем глобальном потеплении "повинен" в основном метан. Многие "климатические активисты" парниковый эффект и антропогенные выбросы CO₂ в атмосферу считают синонимами. Между тем этот газ не поднимается в верхние слои атмосферы, а в нижнем успешно поглощается растительностью и почвенными организмами, растворяется в реках, озерах и морях. Большая часть CO₂ тратится на постройку скелета водных организмов и усваивается фитопланктоном, а избыток аккумулируется в донных осадках. Метан же с земной поверхности быстро попадает на границу тропосферы и стратосферы. Мало того что он активно участвует в парниковом эффекте, на высоте 15-20 км под действием солнечных лучей он разлагается на водород и углерод, который, соединяясь с кислородом, образует СО₂. Откуда же метан поступает в атмосферу? Он образуется в болотах при гниении органики. Недаром его еще называют болотным газом. В немалых количествах поставляют его и обширные мангровые заросли в тропиках. Попадает он в атмосферу и из тектонических разломов и трещин при землетрясениях. Велики и антропогенные выбросы метана. По оценкам, естественные и антропогенные выбросы составляют примерно 70 и 30%, но последние стремительно растут.

     Последствия  парникового эффекта:

     1. Если температура на Земле  будет продолжать повышаться, это  окажет серьезнейшее воздействие  на мировой климат.

     2. В тропиках будет выпадать  больше осадков, так как дополнительное  тепло повысит содержание водяного пара в воздухе.

     3. В засушливых районах дожди  станут еще более редкими и они превратятся в пустыни в результате чего людям и животным придется их покинуть.

     4. Температура морей также повысится,  что приведет к затоплению  низинных областей побережья  и к увеличению числа сильных  штормов.