Лекция Тема № 3: «Антропогенное воздействие на биосферу»
Учебные вопросы: 1. Антропогенное воздействие на биосферу. ► ► ► Загрязнение атмосферы. Загрязнение гидросферы. Загрязнение литосферы. 2. Особые виды воздействия на биосферу.
Литература: Основная: 1. Коробкин В. И. , Передельский Л. В. Экология: Учебник для вузов. 2. Хотунцев Ю. Л. Экология и экологическая безопасность: 1. 2. 3. Нормативно-правовые акты: Конституция Российской Федерации. Федеральный закон от 10 января 20002 г. № 7 -ФЗ «Об охране окружающей среды» . Федеральный закон от 23. 11. 95 г. № 174 -ФЗ «Об экологической экспертизе» (с изм. и доп. от 15. 04. 1998 г. ).
Понятие и источники загрязнения окружающей среды. Загрязнение – это привнесение в окружающую среду или возникновение в ней новых, обычно не характерных физических, химических, информационных или биологических агентов или превышение их естественного среднемноголетнего уровня в различных средах, приводящее к негативным воздействиям. Факторы оценки окружающей среды: 1. 2. 3. Количественный фактор. Пространственный фактор. Временной фактор.
По характеру образования различают загрязнения : первичные — непосредственно при выбросах из стационарных источников или прямого воздействия; вторичные — трансформация (превращение) исходных веществ в более токсичную форму, при взаимодействии друг с другом иди другими составными частями, окружающей среды.
По хозяйственным и территориальным признакам : локальные диффузионные или пространственно-распределенные По скорости эмиссии выбросов в окружающую среду : регулярные - экстремально-залповые;
Типы загрязнений окружающей среды. Загрязнение Физическое -тепловое -шумовое -электромагнитное -инфразвук -видео -обоняние -радиоактивное Химическое - аэрозоли - химические вещества - тяжёлые металлы - пестициды - пластмассы - СПАВ Биологическое - биотическое (биогенное) микробиологическое - генная инженерия -загрязнение продуктов питания
Схема характера, типов и форм загрязнений и их последствий для окружающей среды. Загрязнение Физическое Биологическое Физикохимическое Распределительное Химическое Естественное Организованные и неорганизованные Антропогенное Воздействие на окружающую среду Первичное (прямое) Вторичное (косвенное) Региональное Глобально е Локальное Кумулятивное Стрессовое Состояние природной системы Критическое (частично обратимое) Катастрофическое
Классификация загрязняющих веществ по степени опасности биологически нейтральные, токсичные, особо опасные: мутагенные, канцерогенные Критерий их различия — биологические последствия.
Классификация загрязняющих веществ По степени опасности, (ГОСТ 12. 01. 007 -76) разделены на 4 класса (табл. 2): 1 — чрезвычайно опасные; 2 — высокоопасные; 3 — умеренно опасные; 4 — малоопасные. Обычно опасность химических соединений характеризуют величиной минимально действующей концентрации: § пороговой дозой концентрации вещества, которая при одно кратном (остром) или многократном (хроническом) воздействии вызывает явные необратимые изменения жизнедеятельности человека; § смертельными (летальными) показателями ЛД 50 — средней смертельной дозой, вызывающей гибель подопытных живот ных в 50% случаев; § абсолютно смертельной дозой, ЛД 99, вызывающей 100% ги бель подопытных животных.
ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНОВ ГОРОДА САНКТ-ПЕТЕРБУРГА ГОРОД Населен ие % Озеленен ие % от района Выбро сы % Сбро сы % 100 Площад ь от всей Отхо ды (токс ичны е) % 26 100 100 ТБО Адмиралтейский 1 4, 2 15 4, 2 5, 8 2 8 Василеостровск ий 1, 6 4, 3 17, 7 2, 7 0, 9 2 4, 4 Выборгский 8, 1 9 21, 7 1, 6 1 2, 5 Калининский 2, 7 10 49, 4 6, 2 5, 0 5 12 Кировский 3, 2 7, 5 25, 6 26, 4 39, 0 8 5, 6 Красногвардейс кий 3, 9 7, 2 28 4 1, 5 0, 8 11 Красносельский 6, 2 6, 4 26, 3 3, 1 3 0, 6 1 Московский 4, 9 6, 6 24, 9 2, 7 0, 8 1 5 Невский 4, 3 9, 3 24, 4 7, 9 5, 1 17 26 Петроградский 1, 4 3, 3 34, 4 1, 3 2, 8, 0, 5 3
Загрязнение атмосферы
Влияние выхлопных газов автомобилей на здоровье человека Вредные вещества Последствия воздействия на организм человека Оксид углерода Препятствует абсорбированию кровью кислорода, что ослабляет мыслительные способности, замедляет рефлексы, вызывает сонливость и может быть причиной потери сознания и смерти. Свинец Влияет на кровеносную, нервную и мочеполовую системы; вызывает, вероятно, снижение умственных способностей у детей, откладывается в костях и других тканях, поэтому опасен в течение длительного времени. Оксиды азота Могут увеличивать восприимчивость организма к вирусным заболеваниям (гриппу), раздражают лёгкие, вызывают бронхит и пневмонию. Озон Раздражает слизистую оболочку органов дыхания, вызывает кашель, нарушает работу лёгких; снижает сопротивляемость к простудным заболеваниям; может обострять хронические заболевания сердца, а также вызывать астму, бронхит. Токсичные выбросы Вызывают рак, нарушение функций половой системы и дефекты у (тяжёлые металлы) новорожденных.
Основные источники и свойства приоритетных загрязнителей воздушной среды Наименование Основные физикокомпонента химические и др. загрязнител свойства я и его химическая формула (символ) Оксид серы (1 У) (диоксид серы, сернистый газ) SO Негорючий бесцветный газ с резким характерным запахом, раздражающим дыхательные пути, ощутимым при концентрациях 0, 4 -1, 3 мг/м. Основные источники поступления в атмосферу Сгорание ископаемых топлив (угля), производства резиновых изделий, выбросы промышленн ых предприятий ПДК внп средне -сут. , мг/м 0, 05 ПДК Класс внп оп мак ассим. но раз ст. , и мг/ м 0, 5 3
Оксид азота (П) (моноокси д азота) NO Бесцветный газ со слабым запахом. В атмосфере быстро преврпщает ся в оксид азота (!У) Выхлопные газы автотрансп орта, продукты сгорания топлива, мусора и т. п. 0, 06 0, 4 3 Оксид углерода (П) (моноокси д углерода, угарный газ) СО Бесцветный ядовитый газ без запаха, обладает кумулятивн ым эффектом. Время «жизни» в атмосфере 2 -4 месяца. Выхлопные газы тепловых двигателей (продукты неполного сгорания топлива) выбросы промышлен ных предприяти 3, 0 5, 0 4
Озон О Хлор Cl Бесцветный газ с резким характерным запахом, ощутимым при концентрации 0, 02 мг/м. Фотохимический оксидант: образуется в атмосфере в результате фотохимических реакций под воздействием солнечной радиации, в промышленности в процессе. 0, 03 0, 16 1 Жёлто-зеленоватый газ с резким раздражающим запахом, сильный окислитель. Выбросы промышленных предприятий, потери при транспортировке сжиженного хлора. 0, 03 0, 1 2 Выбросы предприятий 0, 005 по производству фосфорита, апатита, алюминиевых и криолитовых заводов. 0, 02 2 0, 008 2 Фтороводор Бесцветный газ с од HF резким запахом, сильный раздражитель дыхательных путей. Сероводород _
В результате воздействия ионизирующего излучения на организм человека в тканях могут происходить сложные физические, химические и биохимические
Озоновые Дыры Озоновая Дыра -локальное уменьшение количества озона в озоновом слое Земли. По теории, выведенной учёными во второй половине XX века, считается, что озоновые дыры образуются в результате выброса хлора и бромосодержащих фреонов в озоновый слой.
Естественные источники образования кислотных дождей грозы вулканы
Искусственные источники образования кислотных дождей Ø Ø Ø топливо самолётов сжигание топлива нефтепереработка минеральные удобрения автотранспорт
Пожар степного массива 26
ЛЕСНОЙ ПОЖАР 27
Извержение вулкана, Аляска, гора Redoubt 28
Извержение вулкана 29
Загрязнение гидросферы
• При транспортировке из районов добычи. • По рекам с бытовыми сливными стоками. • Со стоками промышленности. • Из-за аварийных ситуаций. • Слив за борт танкерами промывочных и балластных вод.
Основные загрязнители водных экосистем по отраслям промышленности. Целлюлознобумажный комплекс, деревообработка Органические вещества (лигнины, смолистые вещества, фенол, метилмеркаптан и др. ), сульфаты, аммонийный азот, взвешенные вещества. Нефтегазодобыча Нефтепродукты. СПАВ, аммонийный азот, сульфиды. Машиностроение, металлообработка, металлургия Тяжёлые металлы, взвешенные вещества, цианиды, аммонийный азот, нефтепродукты, смолы, фенолы, фотореагенты. Химическая, нефтехимическая Фенолы, нефтепродукты, СПАВ, полициклические ароматические углеводороды, бенз(а)пирен, взвешенные вещества. Лёгкая, текстильная, пищевая СПАВ, нефтепродукты, органические красители, органические вещества. фенолы,
АВАРИЯ В МЕКСИКАНСКОМ ЗАЛИВЕ 34
Разлив токсичных отходов (более 800 тысяч кубометров красного шлама) на заводе в Айке в Венгрии 35
Разлив токсичных отходов (более 800 тысяч кубометров красного шлама) на заводе в Айке в Венгрии 36
Добыча нефти на шельфе Арктики: не будите лихо. Фото: Greenpeace.
3. Загрязнение литосферы.
? ? ? Из всего количества насекомых вредными являются лишь 0, 3%
Ветровая и водная эрозия
К опустыниванию приводит: уничтожение скудной растительности из-за чрезмерного выпаса скота, вырубки деревьев и кустарников, распашка земель, малопригодных для земледелия, и другие виды хозяйственной деятельности, нарушающей хрупкое равновесие в природе, многократно усиливают действие ветровой эрозии, иссушение верхних слоёв почвы. Резко нарушается водный баланс, снижается уровень грунтовых вод, колодцы пересыхают. Разрушается структура почв, усиливается их насыщение минеральными солями. Вследствие избыточной хозяйственной нагрузки сложно организованные бассейново-речные системы превращаются в примитивно организованные пустынные ландшафты.
Добыча каменного угля открытым способом
Алмазная трубка. Мирный.
Город Карабаш находится в Челябинской области. По версии ЮНЕСКО, Карабаш самый грязный город на планете
Карабаш — город в Челябинской области с населением 15 000 человек. Карабаш возник в 1822 году после открытия золотоносных россыпей на месте древнего татарского поселения. Название Карабаш в переводе с татарского означает «черная голова» . В начале 20 века в Карабаше начали добывать медь. После нескольких десятилетий добычи медной руды и выплавки меди, город стал зоной экологического бедствия. За 100 лет комбинат успел выжечь и засыпать шлаком огромную территорию вокруг себя. За год работы комбинат выбрасывает в атмосферу более 180 тонн газов, которые выпадают в виде кислотных дождей на прилегающую территорию.
Содержание меди в руде меньше 1%. Чтобы добыть 1 тонну меди нужно переработать 100 тонн породы. После извлечения меди остаются тысячи тонн шлама. Его сваливают недалеко от завода. Образуются так называемые терриконы (отвалы, создаваемые при разработке месторождений)
2. Особые виды антропогенного воздействия на биосферу
Радиоактивное загрязнение Радиоактивность любой интенсивности влияет на наследственность живых организмов. Радиация опасна и в низких дозах, так как может повреждать молекулы ДНК, т. е. генетический материал организма. Деление клеток с такой (мутантной) ДНК иногда становится бесконтрольным и ведёт к развитию злокачественных опухолей. Облучение яйцеклетки и сперматозоидов чревато врождёнными дефектами у потомства.
Радиоактивное загрязнение Корпускулярное излучение Электромагнитное излучение Рентгеновское и гамма-излучение. α-излучение. Это поток ионизированных атомов гелия, движущийся со скоростью, близкой к световой. Сюда же относятся нейтронные, космические лучи и некоторые ядерные частицы – нуклоны.
Важнейшие радиогенные изотопы в биосфере. Радиоизотопы Период полураспада 14 C 5568 лет + 3 H 12, 4 года + 32 P 14, 5 сут. +++ 45 Ca 160 сут. ++ 40 K 1, 3 млрд лет ++ ++ 59 Fe 45 сут. ++ +++ 131 J 8 сут. ++ ++ 90 Sr 27, 7 лет ++ 137 Cs 32 года ++ + 144 Ce 285 сут. ++ + 239 Pu 24000 лет 41 Ar 2 часа ++ 55 Kr 10 лет + Примечание: + - энергия, меньшая 0, 2 Мэв, ++ - энергия в интервале 0, 2 -1 Мэв, +++ - энергия более 3 Мэв. α β +++ γ ++
Радиочувствительность различных объектов к дозам гамма-излучения, вызывающим 50% смертность: Биологический вид Доза, Гр Овца 1, 5 – 2, 5 Осёл 2, 0 – 3, 8 Собака 2, 5 – 3, 0 Человек 2, 5 – 3, 5 Обезьяны (разные 2, 5 – 6, 0 виды) 6, 0 – 15, 0 Мыши разных 7, 0 – 9, 0 линий Крысы разных линий Биологический вид Птицы Рыбы Кролик Хомяк Змеи Насекомые Растения Доза, Гр 8, 0 – 20, 0 9, 0 – 10, 0 80, 0 – 200, 0 10, 0 – 1500, 0
Кроме видовой чувствительности, существует понятие индивидуальной радиочувствительности в пределах одного вида. Она зависит от пола, возраста, состояния организма. Наиболее чувствительны к действию радиации дети и старики. Женщины менее чувствительны, чем мужчины. Существует и тканевая радиочувствительность. Самыми чувствительными к действию радиации являются клетки кроветворной системы (костный мозг и клетки белой крови), наименее чувствительны костная, мышечная и нервная ткань. Коэффициент радиационного риска для разных тканей (органов) человека при равномерном облучении всего тела: Красный костный мозг - 0, 12 Костная ткань - 0, 03 Щитовидная железа - 0, 03 Молочная железа - 0, 15 Лёгкие-0, 12 Яичники или семенники - 0, 25 Другие ткани - 0, 30 Организм в целом - 1, 00.
Лесные пожары на радиационнозагрязнённых территориях несут гораздо большую опасность, так как способствуют миграции радионуклеидов.
Скачать презентацию Лекция Тема 3 Антропогенное воздействие на биосферу
Лекция т.3.2. САиУ.ppt экология 2