Основные способы загрязнения окружающей среды

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт/Факультет - Институт дистанционного образования

Кафедра - Экологии и безопасности жизнедеятельности

Индивидуальное домашнее задание

по дисциплине "Экология"

Томск - 2013

План

1. Экстремальные воздействия на биосферу (воздействие оружия массового поражения)

1.1 Экстремальные воздействия на биосферу

1.2. Воздействие оружия массового поражения

2. Предмет и основные задачи экологии как науки. Экология в системе естественных наук и ее структура

2.1 Предмет и основные задачи экологии как науки

2.2 Экология в системе естественных наук и ее структура

3. Проблемы чистой воды в мире и России. Источники загрязнения водоемов

3.1 Проблемы чистой воды в мире и России

3.2 Источники загрязнения водоемов

Список используемой литературы

1. Экстремальные воздействия на биосферу (воздействие оружия массового поражения)

1.1 Экстремальные воздействия на биосферу

Экстремальные разрушительные воздействия на природную окружающую среду могут иметь антропогенный (военные действия, аварии, катастрофы) и природный характер (стихийные бедствия).

Территории, на которых в результате действия аварий, катастроф, военных действий происходят отрицательные изменения в окружающей среде, угрожающие здоровью человека, состоянию естественных экологических систем, генетическому фонду растений и животных, объявляют зонами экологической ситуации.

Самым мощным разрушительным фактором из всех видов воздействия человека на окружающую среду считаются военные действия. Война наносит неслыханный урон человеческой популяции и экосистемам. Только в период второй мировой войны военными действиями была охвачена площадь около 3,3 млн. км² , в ходе войны погибло 55 млн. человек.

Во время войны в Персидском заливе в феврале 1991 г. было взорвано1250 нефтяных скважин, в результате чего ежедневно сгорало около 1 млн. т нефти, загрязняя воздух на многие сотни километров от Кувейта. Ракетно-бомбовые удары НАТО по военным и гражданским объектам Югославии в первой половине 1999 г. привели к мощным пожарам и разрушениям, весьма опасному загрязнению воздуха, почвы, вод Дуная токсичными химическими веществами и нефтепродуктами.

Крупные техногенные аварии и катастрофы также оказывают пагубное влияние на большое число природных экосистем, вызывают необратимые изменения окружающей среды, нередко сопровождаются значительными людскими материальными потерями. Без всякого преувеличения можно отметить, что они серьезно нарушают экологическую безопасность государства, вызывают резко негативное отношение населения к государственной политике в области охраны окружающей среды.

Мощным дестабилизатором являются и стихийные природные бедствия, в результате которых гибнет огромное число людей, меняются рельеф и климат планеты, уничтожается растительный покров, нарушаются основные системы жизнеобеспечения Земли.

1.2 Воздействие оружия массового поражения

Любые военные действия наносят окружающей среде весьма ощутимый ущерб, особенно если они ведутся на большой территории в течение длительного времени, однако и при кратковременных военных конфликтах могут возникнуть чрезвычайные экологические ситуации, если возможный противник применит современные средства поражения. Преднамеренные воздействия человека на природу и окружающую среду в военных целях получили названия экоцида (биоцида, экологической войны).

В настоящее время наиболее разрушительным потенциалом обладает оружие массового уничтожения-ядерное, химическое и бактериологическое. Все компоненты окружающей среды природной среды, и человек в первую очередь, весьма уязвимы для каждого из этих видов оружия.

Ядерное оружие - характеризуется большой мощностью и различным поражающим действием, которое определяется воздействиями на окружающую среду ударной волны, светового излучения, проникающей радиации, радиоактивного заражения и электромагнитного импульса.

Ударная волна при ядерном взрыве обладает колоссальной разрушительной силой, нанося незащищенным людям и животным тяжелые травмы, вплоть до их гибели. При избыточном давлении во фронте ударной волной более 50 кПа наблюдается полное повреждение лесного массива, деревья с корнем вырываются, а у людей разрываются внутренние органы, переламываются кости.

Световое излучение вызывает сильнейшие ожоги открытых участков тела, в том числе сетчатки глаз. В Хиросиме и Нагасаки термические поражения (ожоги) были основными последствиями ядерных взрывов.

Под воздействием проникающей радиации, вызываемой смертоносными гамма-лучами и нейтронами, у людей и животных возникает лучевая болезнь, которая в тяжелых случаях заканчивается летальным исходом.

В 70-80-е гг. было введено понятие «ядерной зимы» - модельно прогнозируемого резкого и длительного похолодания, могущего возникнуть в случае войны с применением термоядерного оружия . При этом среднее понижение температуры воздуха над северным полушарием прогнозируется более чем 200С. Грандиозные пожары, которые неизбежно будут сопровождать ядерные взрывы, создадут огромные массы газообразных примесей и дыма, которые вызовут затмение поверхности Земли («ядерная ночь») на многие недели и даже месяцы.

«Ядерная зима» - это глобальная экологическая катастрофа, которая в случае ее возникновения окажет разрушительное действие на основные природные экосистемы Земли и приведет к самоуничтожению качества.

Химическое оружие предназначено для отравления человека и биоты с помощью боевых отравляющих веществ. Средства их применения: ракеты, мины, снаряды, бомбы или распыление с самолетов. Химические отравляющие вещества способны внедряться и передвигаться по трофическим цепям, представляя высокую токсичную опасность для жизнедеятельности организмов.

В больших количествах химическое оружие поменялось во время первой мировой войны и во Вьетнаме. В 1914-1918 гг. боевые отравляющие вещества, в основном иприт, вызывали гибель 10 тыс. человек и 1,2 млн человек сделали инвалидами.

В настоящее время создан принципиально новый класс боевых отравляющих веществ - нервнопаралитического действия (зарин, табун, зоман и др.), а также отравляющие вещества психогенного, общеядовитого и удушающего действия. Все они оказывают крайне негативное влияние на природные экосистемы, вызывая массовые поражения людей, гибель большой части популяции любых позвоночных животных, растений.

Во Вьетнаме боевые отравляющие вещества применялись в основном в виде дефолиантов (гербицидов), что приводило к потере растениями листьев, нарушению роста, а впоследствии и к полной гибели их на больших площадях. Это, безусловно, оказало отрицательное воздействие на все природные экосистемы. В результате распыления армией США свыше 100 тыс.т дефолиантов во Вьетнаме было уничтожено 12% лесов, 40% мангров и более 5% сельхозугодий страны. Из 150 видов птиц осталось 18, почти полностью исчезли насекомые, многие растения погибли как биологический вид. Непосредственный ущерб здоровью был причинен 1,6 млн вьетнамцев. Более 7 млн. человек вынуждено покинули районы, где было применено химическое оружие. Авторы отчета Американской академии наук считают, что растительность Вьетнама и Камбоджи сумеет преодолеть последствия массивного применения дефолиантов только через десятилетия, если не через столетия.

В ходе военных действий в 1961-1975 гг. во Вьетнаме, Лаосе и Кампучии американские войска использовали химическое оружие. Широко применялась тактика «выжженной земли». В результате массированных бомбардировок образовались огромные площади антропогенного бедленда. С помощью мощных бульдозеров срезались под «корень» тропические леса вместе с почвой, затоплялись прирожденные территории, широко применялся напалм (зажигательная смесь) и др. Именно в период войны в Индокитае А.Гальфсоном был впервые введен термин «экоцид» (экологическая война).

Бактериологическим (биологическим) оружием называют бактериальные средства (бактерии, вирусы и др.), яды (токсины), предназначенные для массового поражения людей. Используя с помощью живых переносчиков заболеваний (грызунов, насекомых и др.), либо в виде боеприпасов, начиненных зараженными порошками или жидкостью.

Бактериологическое оружие способно вызывать массовые инфекционные заболевания людей и животных чумой, холерой, сибирской язвой и другими болезнями, даже попадая в их организм в ничтожно малых количествах. Многие бактерии способны образовывать споры, которые могут сохраняться в почве в течение десятилетий.

Ликвидация всех видов оружия массового уничтожения - единственно реальный путь предотвращения глобальной экологической катастрофы, связанной с военными действиями. Сейчас же оружие массового уничтожения представляет угрозу самому существованию планеты. Только мощность накопленных запасов ядерного оружия в мире в 80-е гг. составляла 16 - 18•109 т, т.е. на каждого жителя планеты приходилось более 3,5 т тротилового эквивалента.

2. Предмет и основные задачи экологии как науки. Экология в системе естественных наук и ее структура

2.1 Предмет и основные задачи экологии как науки

экологический загрязнение биосфера оружие

Термин «экология» впервые был введен в 1866 году немецким ученым Э.Геккелем в его книге «Всеобщая морфология организмов». Он состоит из двух латинских слов: «oikos» - дом, местообитание, жилище, и «logos» - наука. В дословном переводе - это наука об организмах у себя дома. Э.Геккель рассматривал экологию как науку, изучающую взаимодействие организмов со средой их обитания. В тот период организм считался самым сложным уровнем организации жизни. В ходе развития экологии выяснилось, что жизнь существует и в виде надорганизменных уровней организации. В этой связи представление об экологии как науке в настоящее время существенно расширилось. Чтобы ответить на вопрос, что является предметом экологии, необходимо рассмотреть уровни организации живой материи. С точки зрения современной биологии жизнь на планете Земля представлена следующими уровнями организации живой материи: ген - клетка - ткань - орган - организм - популяция - биоценоз (сообщество) - биогеоценоз (экосистема) - биом - биосфера. В этом жизненном спектре предметом экологии являются биологические системы от организма до биосферы. Исходя из этого, можно дать современное определение экологии как науки. Экология - это биологическая наука, изучающая формирование, структуру и функционирование биологических систем всех уровней от организма до биосферы и их взаимодействие с окружающей средой. Из данного определения вытекают задачи экологии.

Экология как наука должна решать следующие задачи:

1. Изучить законы и закономерности взаимодействия организмов со средой их обитания;

2. Изучить формирование, структуру и функционирование надорганизменных биологических систем (популяция, биоценоз (сообщество), биогеоценоз (экосистема), биом, биосфера).

3. Изучить законы и закономерности взаимодействия надорганизменных биологических систем (популяция, биоценоз (сообщество), биогеоценоз (экосистема), биом, биосфера) с окружающей средой.

Решение задач, стоящих перед экологией, позволит достичь поставленных перед ней целей. Цели экологии можно сформулировать следующим образом.

1. Разработка оптимальных путей взаимодействия общества и природы с учетом законов существования природы;

2. Прогнозирование последствий воздействия общества на природу с целью предотвращения негативных результатов.

Для решения задач, стоящих перед экологией, она использует как свои собственные методы, так и методы других наук. Собственные методы экологии можно разделить на три группы.

1. Полевые методы - это методы, позволяющие изучить влияние комплекса факторов естественной среды на естественные биологические системы и установить общую картину существования и развития системы.

2. Лабораторные методы - это методы, позволяющие изучить влияние комплекса факторов моделированной в лабораторных условиях среды на естественные или моделированные биологические системы. Эти методы дают возможность получить приблизительные результаты, которые требуют дальнейшего подтверждения в полевых условиях.

3. Экспериментальные методы - это методы, позволяющие изучить влияние отдельных факторов естественной или моделированной среды на естественные или моделированные биологические системы. Они применяются в сочетании как с полевыми, так и с лабораторными методами. Кроме собственных методов экология широко использует методы таких наук, как биохимия, физиология, микробиология, генетика, цитология, гистология, физика, химия, математика и др.

В зависимости от типа изучаемой биологической системы в экологии выделяют следующие разделы: факториальная экология (аутэкология), учение о популяциях (демэкология), учение о сообществах (синэкология), учение об экосистемах (биогеоценология) и учение о биосфере (глобальная экология).

2.2 Экология в системе естественных наук и ее структура

Современная экология - это фундаментальная наука о природе, являющаяся комплексной и объединяющая знание основ нескольких классических естественных наук: биологии, геологии, климатологии, ландшафтоведения и др. Согласно основным положениям этой науки, человек является частью биосферы как представитель одного из биологических видов и так же, как и другие организмы, не может существовать без биоты т.е. без совокупности живущих ныне на Земле биологических видов, которые составляют среду обитания человечества.

Экологические системы, как и живые системы других уровней организации, являются весьма сложными, характеризуются нелинейной динамикой и их поведение в математических моделях описывают такие современные науки, как динамическая теория систем и синергетика. В моделировании экосистем определенную роль сыграли также представления кибернетики (науки об управлении) о теории регулирования, об устойчивости и неустойчивости, об обратных связях.

В наше время термином «экология» все чаще обозначают совокупность взаимоотношений природы и общества. В настоящее время рассматривая структуру современной экологической науки, могут быть выделены несколько разделов «большой» экологии. Это общая теоретическая экология, биоэкология, геоэкология, экология человека и социальная экология, прикладная экология. Каждый раздел имеет свои подразделения и связи с другими частями экологии и смежными науками.

Общая экология: теоретическая экология, математическая экология, моделирование экологических систем и процессов. Связи: теоретическая экология, общая теория систем, математика, кибернетика.

Биоэкология: экология систематических групп организмов - царств, типов, классов и т.д.; экология естественных биосистем - особей, малых групп, популяций биоценозов, экологических систем; эволюционная экология. Связи: все общебиологические дисциплины, ботаника, зоология и др.

Экосферология: глобальная экология, учение о биосфере и её взаимодействии с техносферой. Связи: общая экология, биоэкология, геоэкология, глобалистика.

Геоэкология: экология организмов по принадлежности к различным средам обитания, биогеографическим областям, природно-климатическим зонам, континентам, странам. Связи: география, геология, геофизика, геохимия, климатология, биогеография.

Экология человека, социальная экология: изучение экологических ниш и потребностей человека и специальных групп; экология поселений; экологические аспекты антропогенеза и этногенеза. Связи: история, антропология, социология, медицина, демография.

Прикладная экология: экологические аспекты производства, промысла и коммунального хозяйства; инженерная экология (строительство, промышленность, энергетика, транспорт, средозащитная техника, эргономика); сельскохозяйственная экология; охраняемые природные объекты. Связи: отрасли хозяйства; ресурсы, экономика природопользования.

3. Проблемы чистой воды в мире и России. Источники загрязнения водоемов

3.1 Проблемы чистой воды в мире и России

Воды на планете по-прежнему много, но доля пригодной для питья стремительно сокращается.

Лет через пять чистая вода будет дороже, чем нефть и газ. Уже сегодня 1 миллиард 400 миллионов человек в мире не имеют доступа к чистой качественной воде. В процессе антропогенных влияний источники воды во многих государствах загрязнены тяжёлыми металлами, пестицидами, гербицидами, диоксидами, патогенной микрофлорой и утратили способность к самоочищению.

Именно поэтому чистую питьевую воду можно найти не так часто. Причём с годами проблема будет только обостряться. Как написано в докладе ООН, более чем в два раза увеличится число территорий с дефицитом питьевой воды.

А ведь качественная и безопасная питьевая вода является не только важнейшим фактором качества жизни населения, но и ведущим фактором, влияющим на здоровье людей.

Россия находится в первой десятке мира по запасам пресной воды. Именно Россия располагает 22 % мирового запаса живительной влаги. При этом одной из самых насущных проблем в стране является некачественная питьевая вода, что вызвано, в частности, крайней изношенностью водоразводящих сетей в населённых пунктах. Кроме того, 90 % сброса сточных вод в России не очищается до нужного уровня, причём примерно 60 % от этого количества «обеспечивают» предприятия жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ).

Вопрос чистой воды напрямую связан и с демографической проблемой, которая заключается не только в увеличении рождаемости, но и в снижении смертности, увеличении продолжительности жизни россиян.

Вследствие употребления некачественной питьевой воды возникают такие опасные заболевания, как дизентерия, брюшной тиф, гепатит, менингит. Через воду можно заболеть инфекционной желтухой, туляремией, водной лихорадкой, бруцеллёзом, полиомиелитом. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), 80 % всех болезней вызвано именно употреблением некачественной питьевой воды.

В России есть регионы, где до половины всех болезней связано с употреблением некачественной воды. Цена риска и потери здоровья населения от потребления некачественной питьевой воды в целом по России оценивается примерно в 33,7 млрд. рублей в год.

С этим связано и отставание страны по средней продолжительности жизни населения от других промышленно развитых государств. По оценке специалистов, только улучшение качества питьевой воды позволит увеличить среднюю продолжительность жизни на 5-7 лет.

Партийный проект «Единой России» -- «Чистая вода» поставил своей целью принципиальные изменения в сфере услуг по водоснабжению. И я полностью согласна со словами руководителя нашей фракции Б. В. Грызлова, что «реализация этого проекта имеет огромное значение для сохранения здоровья, улучшения условий деятельности и повышения качества жизни россиян». Сегодня созданы все условия для того, чтобы этот партийный проект трансформировался в государственную программу, которая может начать своё действие уже с 2010 года.

Проект госпрограммы «Чистая вода» уже неоднократно выносился на обсуждение в рамках совместных заседаний с представителями министерств и ведомств. Планируется, что программа (уже доработанная с учётом замечаний Правительства) будет внесена 1 октября этого года.

К этому времени должны быть приняты и три технических регламента (по качеству питьевой воды из водопровода, сточных вод и бутилированной воды), которые сегодня готовят депутаты Государственной Думы.

Одной из главных задач проекта «Чистая вода» является упорядочение и совершенствование нормативно-правовой базы в сфере питьевого водоснабжения. В связи с этим специальный технический регламент «О питьевой воде и питьевом водоснабжении» и общий технический регламент «О водоотведении» вошли в перечень приоритетных законопроектов фракции «Единая Россия».

В настоящее время нормы существующего законодательства по питьевой воде очень противоречивы, неконкретны и разбросаны по различным документам. Целый комплекс статей вовсе устарел и не соответствует существующим реалиям. Но даже идеальные законодательные нормы не смогут изменить ситуацию в области водоснабжения без технического перевооружения. До тех пор, пока вода поступает в дома после «путешествия» по ржавым трубам, ни о каком её высоком качестве и чистоте говорить не придётся.

На сегодняшний день около 15?% питьевой воды совершено непригодно к употреблению, и только 12 % водопроводной воды соответствует общепринятым критериям. Эти цифры наглядно демонстрируют важность принятия законодательства в сфере обеспечения питьевой водой и организации питьевого водоснабжения.

Очевидно, что вода должна отвечать всем санитарно-эпидемиологическим характеристикам не только в точке забора, но и при выходе из крана. В противном случае все попытки её очистки напрасны. В то же время далеко не каждый российский регион по экономическим причинам может себе позволить современные инженерные коммуникации.

В ситуации, когда в стране есть доноры и дотационные субъекты Федерации, нельзя всю ответственность перекладывать только на местные власти. Без федерального финансирования экономическое неравенство, в частности, в сфере обновления коммуникаций для питьевой воды, не преодолеть. Поэтому жизненно необходимо создание федеральной целевой программы «Чистая вода» на период до 2020 года.

Реализация такой федеральной программы не только положительно скажется на здоровье россиян, но и может иметь вполне ощутимую экономическую выгоду, так как позволит в дальнейшем рассмотреть вопрос экспорта Россией чистой воды. Отдельным проектом могли бы стать поставки воды на африканский континент, где, по сути, нет чистых источников живительной влаги, поскольку все имеющиеся ресурсы отличаются повышенной концентрацией мышьяка. Поставки в Африку воды с использованием танкерного флота -- это конкретный экономический проект, который озвучил Председатель Государственной Думы ФС РФ Б. В. Грызлов. Так что водная отрасль России вполне может стать успешным экономическим проектом, частью доходных статей федерального бюджета

3.2 Источники загрязнения водоемов

Источники загрязнения воды делятся на природные и техногенные.

Природные загрязнения обусловлены круговоротом воды в природе, который не отделим от круговорота вещества. Это непрерывный процесс, происходящий в атмосфере, гидросфере, верхней части твердой литосферы и в биосфере Земли.

Переходя из одного агрегатного состояния в другое, вода постоянно растворяет, накапливает и переносит огромное количество химических соединений, продукты выветривания горных пород, вулканическую пыль, споры, бактерии и т.д.

Техногенными источниками загрязнений являются населенные пункты, промышленные и сельскохозяйственные предприятия. Все вместе они «поставляют» в биосферу как вполне обычные виды загрязнений, так и ядовитые, трудно разложимые химические соединения и радионуклиды.

Выпадая с осадками, по пути «обогащаясь» всей таблицей Менделеева, часть воды собирается в поверхностных источниках водозабора, другая пополняет подземные запасы.

Поверхностные воды - это открытые источники: моря, реки, озера, болота. Поверхностные воды в общем случае характеризуются химической мягкостью, высоким содержанием органики и микроорганизмов. Типичные природные загрязнения - песок, ил, торф, глина и водоросли. Но это в идеале.

Именно вода рек, озер и болот подвержена наиболее сильному техногенному загрязнению. За счет открытости поверхностные воды принимают на себя все химические «удары»: смывы удобрений с полей, пестициды, нитраты, промышленные сбросы, дождевые фильтраты с огромных городских свалок, кислотные дожди и т.д.

В отличие от морей и океанов, у рек и озер не всегда хватает «сил» на саморегенерацию. К тому же, их загрязненность может сильно меняться сезонно, что затрудняет подбор фильтров для очистки воды.

Степень и типы загрязнения открытых источников могут отличаться настолько, насколько отличаются гидро-геологические и экологические ситуации в районе каждого открытого источника и на пути течения ручьев и рек, которые их питают.

Подземные воды - это грунтовые, песчаные и артезианские горизонты.

Грунтовые воды - водоносные слои неглубокого залегания, обычно располагаются до первого водоупорного слоя. Подвержены сильному загрязнению с поверхности и значительным сезонным колебаниям уровня.

Песчаные водоносные слои характеризуются большой вероятностью загрязнения из открытых источников и с уровня грунтовых вод. Основные загрязнения: частицы осадочных пород и все, что «доносится» с поверхности. Тип загрязнения непредсказуем: болезнетворные бактерии, ядохимикаты, тяжелые металлы и т.д.

Известняковые (артезианские) водоносные горизонты отличаются повышенной минерализацией, жесткостью и почти полным отсутствием микроорганизмов.

Прежде, чем стать артезианской, вода проходит сквозь почву, песчаные и глинистые горизонты, фильтруется от основных поверхностных загрязнений и растворенного кислорода, поглощает соли и микроэлементы на основе кальция, магния, натрия, калия, железа и марганца. В общем случае минерализация артезианской воды растет с увеличением глубины залегания водоносного слоя.

Вода известняковых слоев стабильна в плане дебита и характера загрязнения. Последний факт позволяет после химического анализа выбрать оптимальный набор методов очистки (фильтров) и долгое время не менять его.

Гидро-геологические условия формирования водоносных горизонтов может сильно отличаться, как и качество воды из двух сравнительно близко расположенных скважин.

В целом, применительно к воде из скважин, можно выделить следующие основные причины загрязнений:

Естественные причины. Повышение содержания загрязнений в подземных водах из-за характерного геологического строения водоносного горизонта.

Техногенное загрязнение. Стоки промышленного и сельского производства. Близость к поверхности водоносного горизонта увеличивает риск загрязнения такого типа.

Загрязнение из-за дефекта скважины. При плохой гидроизоляции затрубного пространства скважины загрязненная вода (даже из довольно далеких поверхностных водозаборов) может попасть в нижележащие слои, ранее разделявшиеся водоупорным слоем.

Техногенноиндуцированное загрязнение. В результате усиленной эксплуатации водоносный горизонт становится безнапорным, что провоцирует поступление воды из соседних горизонтов, вода в которых имеет другой химический состав.

Список используемой литературы

1) Экология. Коробкин В.И., Передельский Л.В_Учебник_2007

2) Дмитриев. В.В. Прикладная экология: учебник / В.В. Дмитриев, А.И. Жиров, А.Н. Ласточкин. - М.: Академия, 2008

3) Назаренко О.Б. Экология:

4) http://www.ns-mbz.ru

Размещено на Allbest.ru