u Среды жизни Адаптации животных и растений к

u Среды жизни. Адаптации животных и растений к неблагоприятным условиям в разных средах жизни

u Наземно-воздушная среда. Наземные экосистемы. u Атмосфера. u Экологические проблемы загрязнения воздушного пространства.

u Выделяют четыре основные среды обитания животных организмов u водная u почвенная u наземно-воздушная u живые организмы

u Наша планета окружена воздушной газовой оболочкой - атмосферой (по гречески «атмос» - пар, дыхание, а «сфера» - шар). u Первый научный труд, в котором обобщаются представления об атмосфере, принадлежит Аристотелю. u В русскую науку это слово ввел М. В. Ломоносов.

Наземно-воздушная среда обитания u Современный газовый состав атмосферы - результат длительного исторического развития земного шара. u Он представляет собой в основном газовую смесь двух компонентов - азота (78, 09%) и кислорода (20, 95%).

u u Кислород играет важнейшую роль в жизни большинства живых организмов нашей планете. Он необходим всем для дыхания. Кислород не всегда входил в состав земной атмосферы. Он появился в результате жизнедеятельности фотосинтезирующих организмов. Под действием ультрафиолетовых лучей он превращался в озон. По мере накопления озона произошло образование озонового слоя в верхних слоях атмосферы. Озоновый слой, как экран, надежно защищает поверхность Земли от ультрафиолетовой радиации, гибельной для живых организмов.

Углекислый газ (диоксид углерода) используется в процессе фотосинтеза для образования органических веществ. Именно благодаря этому процессу замыкается круговорот углерода в биосфере. u Как и кислород, углерод входит в состав почв, растений, животных, участвует в многообразных механизмах круговорота веществ в природе. u

u Содержание углекислого газа в воздухе, который мы вдыхаем, примерно одинаково в различных районах планеты. u Исключение составляют крупные города, в которых содержание этого газа в воздухе бывает выше нормы.

Азот - незаменимый биогенный элемент, поскольку он входит в состав белков и нуклеиновых кислот. u Атмосфера - неисчерпаемый резервуар азота, однако основная часть живых организмов не может непосредственно использовать этот азот: он должен быть предварительно связан в виде химических соединений. u

u В норме в нем присутствуют также аргон (0, 93%), углекислый газ (0, 03%) и незначительные количества инертных газов (неон, гелий, криптон, ксенон), аммиака, метана, озона, диоксидов серы и других газов.

u Колебания температуры воздуха очень велики в разных природных районах и в разные сезоны года. Воздух может охлаждаться до – 80°С и нагреваться до +50 -60° С.

Слоистое строение u 1. Тропосфера 3/4 толщины 80% влаги, определяет погоду u 7 -10 (км) под полюсами , u 10 -12 (км) умеренные , u 16 - 18 (км) экваториальные u 2 Стратосфера u 3 Мезосфера u 4 Ионосфера u 5 Экзосфера u

u Слой максимальной концентрации озона - озоновый экран находится на высоте 20 - 25 км. u Этот газ поглощает солнечную радиацию, при этом наиболее интенсивно - в ультрафиолетовой части, которая губительна для животных и растений.

u Озон - трехатомный кислород (О 3 ) присутствует в атмосфере от поверхности Земли до высоты 70 км. В приземных слоях воздуха он образуется под влиянием случайных факторов (грозовые разряды, др. ). u Озон чрезвычайно ядовит, ПДК его в воздухе равна 0, 00001%.

u Функции u защитные u cреда жизни u регуляция температуры, влажности

u u u По этой причине освоение организмами воздушной среды сопровождалось усилением развития механических тканей. Это позволило им противостоять действию закона всемирного тяготения и ветра (скелет у позвоночных животных, хитиновые панцири у насекомых, механические ткани у растений). В условиях только воздушной среды ни один организм жить постоянно не может, и потому даже лучшие «летуны» (птицы и насекомые) должны периодически опускаться на землю.

u Животные суши должны обладать совершенной опорно-двигательной системой на основе либо внешнего (большинство членистоногих), либо внутреннего (хордовые) механического скелета, или же полостного (гусеницы и ложногусеницы), либо клеточномежклеточного (брюхоногие моллюски) гидроскелета.

Способностью к полету обладает примерно ¾ наземных животных – это насекомые, птицы, млекопитающие (летучие мыши), а также отдельные рептилии и амфибии (виртуозно планирующие древесные дракончики и некоторые квакши). u Однако ни одно животное не проводит всю свою жизнь в воздухе. u

Аэропланктон в умеренных широтах присутствует только в теплое время года, в тропиках такой сезонности нет. Составляющие его мелкие двукрылые, перепончатокрылые и тли регистрируются на высотах до 4– 5 км, иногда и более. u Явление переноса животных воздушными потоками носит название анемохории u

Загрязнения атмосферного воздуха

Загрязнение атмосферы. u Атмосферное загрязнение — присутствие в воздухе различных газов, паров, частиц твердых и жидких веществ, включая и радиоактивные, отрицательно влияющих на живые организмы, ухудшающих условия жизни человека и наносящих ему материальный ущерб

u Существует два главных источника загрязнения атмосферы: естественный и антропогенный. u Естественный источник - это вулканы, пыльные бури, выветривание, лесные пожары, процессы разложения растений и животных.

u К основным антропогенным источникам загрязнения атмосферы относятся u предприятия топливноэнергетического комплекса, u транспорт, u различные машиностроительные предприятия

Схема загрязнения воздуха различными факторами

Загрязнение атмосферы различными отраслями промышленности

Загрязнение окружающей среды опасными отходами

Классификация выбросов u u u Выбросы Организованные промышленные через специально сооруженные газоходы, трубы направлены в атмосферу Неорганизованный выброс в виде ненаправленных потоков газа нарушение герметичности

u Выбросы u Первичные u Вторичные

u Первым шагом в установлении вредного воздействия, связанного с загрязнением воздуха, является разработка критерия качества воздуха, а также стандартов качества. u

u u u Стандарты качества определяют уровни качества воздуха и предельно допустимые выбросы (ПДВ), которые необходимо выдерживать для обеспечения безопасности жизни. Контролирующие органы обязаны осуществлять количественный и качественный контроль.

u Другим подходом к улучшению состояния атмосферы является требование u применения передовых технологических процессов u замена вредных материалов безвредными u применение мокрых способов обработки сырья вместо сухих.

u Как правило, на промышленных предприятиях используются процессы или устройства для газоочистки и пылеулавливания, чтобы уменьшить или предотвратить величину выброса.

u Процессы газоочистки могут также разрушить или менять его химические или физические свойства так, что он становится менее опасным

u В некоторых случаях используют метод рассеивания в атмосфере. u Дымовые трубы должны быть достаточно высокими (300 -350 метров), для обеспечения хорошего разбавления примесей путём обтекания воздуха вокруг зданий в зоне аэродинамических теней.

Кроме того, необходимо учитывать температуру выбросов и месторасположение труб. Предприятия строят с подветренной стороны по отношению к жилым районам. На ряде предприятий факельные газы используют для отопления зданий, а их избыток направляется на теплоцентраль.

Мероприятия: u u u u рациональная технология (безотходные технологии) пыле- и газоочистка пылеотстойная камера – резкое замедление дымовых газов циклон – 50% пыли, коническое дно мультициклон – скрубберы (мокрые) – 90% электрофильтр – 96 -98% планировка и организация санитарно-защитных зон. Санитарный надзор и контроль за чистотой

u u При загрязнении атмосферы наблюдается возникновение синергизма. Суть данного явления заключается в том, что загрязнители реагируют друг с другом в окружающей среде, и при их совместном действии усиливается эффект, сопровождаясь образованием вторичных загрязнителей.

u u Например, два компонента выхлопных газов автомобилей, соединяясь в присутствии солнечного света, образуют новые и даже еще более ядовитые вещества, известные под названием «фотохимического смога» ( «белого смога» ): уф Окислы азота + Углеводороды Пероксиацетилнитрат (ПАН) + Озон (О 3).

Оба вторичных вещества обладают слезоточивым действием, раздражающим действием на дыхательные пути человека. u Они опасны для растений: озон усиливает дыхание листьев, что приводит к гибели растения от истощения, а ПАН блокирует реакцию «Хилла» в фотосинтезе, и растение гибнет от недостаточной интенсивности синтеза питательных веществ. u

u Естественная радиоактивность – радон u Искусственная – в результате аварий, добычи руд урановых, эксплуатации реакторов

Атмосферный воздух содержит 30% веществ, относится к I классу опасных u В загрязнение атмосферы u Основной вклад вносят автомобили на бензине - 75% (США) u Самолёты – 5% u Автомобили с дизельным топливом – 4% u жд транспорт – 2% u

Загрязнения автотранспортом

u Автотранспорт - один из главных источников загрязнения воздуха в крупных городах. В выхлопных газах автомобилей содержится много вредных веществ, например окись углерода, окись азота, некоторые углеводороды ( пектен, гексен и д. р. ), токсические соединения свинца и даже канцерогенные вещества ( бензпирен ).

u u В городах на долю автомобилей приходится 30 – 70% выбросов. 1 легковой автомобиль в сутки 1 кг выхлопных газов 200 = 280 компонентов полного и неполного сгорания – различные виды воздействия на организм. Подсчитано, что из 1 т бензина образуется 60 кг окиси углерода. Тысячи автомобилей дают за день более 3 т окиси углерода, не считая других ядовитых веществ. u Наибольшее количество выбрасывается при быстром разгоне автомобиля, малая скорость, частые остановки.

u Автомобильный парк растет быстрее, чем народонаселение. В настоящее время с конвейеров автозаводов всего мира ежегодно сходит около 50 млн. автомобилей, т. е. в среднем, при двухсменной работе - 170 автомобилей каждую минуту!

u u Практически все современные автомобили снабжены двигателями внутреннего сгорания. При сравнительно небольшой массе этот двигатель развивает значительную мощность, экономичен, достаточно надежен, работает на сравнительно недорогом топливе. По мере роста автомобильного парка, стал проявляться существенный недостаток этого двигателя - с выхлопными газами в окружающий воздух поступают вредные для здоровья человека вещества. Каждый автомобиль выбрасывает более 3 кг вредных веществ ежедневно.

Объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от автомобильного транспорта превышает таковой от всех других источников, особенно в крупных городах. Данное обстоятельство отрицательно сказывается на здоровье городского населения.

Каждый автомобиль выбрасывает в атмосферу с отработавшими газами около 200 различных компонентов. В выхлопных газах содержатся углеводороды несгоревшие или не полностью сгоревшие компоненты топлива. К несгоревшим газам относят и обычную окись углерода, образующуюся в том или ином количестве повсюду, где что-то сжигают.

Один автомобиль за 900 км исстрачивает столько же кислорода, сколько человек расходует на дыхание за 1 год. u В сутки автомобиль 3, 65 т окиси углерода. u Дизельный двигатель занимает одно из первых мест среди источников загрязнения атмосферы канцерогенными веществами. u

u Выделяются виды негативного воздействия транспорта: 1. загрязнение атмосферного воздуха, 2. влияние на глобальный климат, 3. воздействие шумов.

Причинами загрязнения воздуха от автотранспорта являются: u* плохое состояние технического обслуживания автомобилей, * низкое качество применяемого топлива, * наличие свинцовых добавок в бензине, * неразвитость системы управления транспортными потоками, * низкий процент использования экологически чистых видов транспорта.

Рационально предложить следующие мероприятия по защите окружающей среды от влияния автотранспортных средств:

1)Совершенствование автомобиля и его технического состояния (совершенствование конструкций автомобиля, создание новых типов силовых установок, применение новых типов топлива и поддержание технического состояния автомобиля).

2) рациональная организация перевозок и движения ( совершенствование дорог, выбора парка подвижного состава и его структуры, оптимальная маршрутизация автомобильных перевозок, организация и регулирование дорожного движения и рациональное управление автомобилем).

Мероприятия по защите от автомобильного шума: 1)увеличение расстояния между источником шума и защищаемым объектом; 2)рациональная застройка магистральных улиц; 3)максимальное озеленение территорий микрорайонов и разделительных полос(тополь, каштан); 4)применение глушителей шума.

Меры борьбы с загазованностью Четкая организация движения, исключающая частную смену режимов работы u Установка нейтрализаторов, замена добавок u Работа двигателей на водороде, газ-652 u Совершенствование свинцово- кислотных аккумуляторов u Газотурбинные двигатели, комбинированные двигатели u правильно отрегулированный двигатель ( на 20%) u

Основные меры по снижению вредного воздействия автомобильного транспорта на атмосферный воздух следующие: -перевод автомобилей на газовое топливо, -улучшение качества дорожного покрытия, -строительство подземных пешеходных переходов, -контроль и регулировка токсичности и дымности отработавших газов при выезде автомобилей из автопредприятий, при техническом осмотре, а также на автодорогах.

u Загрязнение воздуха представляет серьезную угрозу здоровью населения, способствует снижению качества жизни. Воздействие токсичных веществ, загрязняющих воздух вызывает такие заболевания как: - рак, - лейкемия, - астма, - эндокринные заболевания, - респираторных заболевания, - различные виды аллергии, - сердечно-сосудистые заболевания, - болезни печени, - болезни желчного пузыря, - болезни органов чувств.

Влияние выхлопных газов автомобилей на организм человека Загрязнитель Воздействие на организм Угарный газ Кислородная голодание, головная боль, сонливость, замедление рефлексов, ослабление мыслительных способностей, тошнота, рвота, потеря сознания. Оксиды азота, углеводороды Увеличивают восприимчивость организма к вирусным заболеваниям (простуда, грипп), раздражают слизистые оболочки дыхательных путей. Сернистый газ Обострение инфекционных болезней дыхательной системы, воспаление слизистой оболочки носа, горла и бронхов. Соли свинца Нарушение работы кровеносной, нервной, половой систем, нарушения обмена веществ, развитие раковых опухолей.

Влияние автотранспорта на растительность Вследствие глобального загрязнения окружающей среды свинцом, он стал вездесущим компонентом любой растительной и животной пищи и кормов. Растительные продукты в целом содержат больше свинца, чем животные. Причина летнего листопада — высокое содержание свинца в воздухе. Но, концентрируя свинец, деревья тем самым очищают воздух. В течение вегетативного периода одно дерево обезвреживает соединения свинца, содержащиеся в 130 л бензина. Наименее восприимчивым к свинцу является клен, а наиболее восприимчивы орешник и ель. Сторона деревьев, обращенная к автомобильным магистралям, на 30 – 60% «металличнее» . Хвоя ели и сосны обладает свойствами хорошего фильтра по отношению к свинцу. Она его накапливает и не обменивает с окружающей средой. Растительность суши вовлекает в биологический круговорот ежедневно 70 – 80 тыс. т. свинца.

u u Загрязненный атмосферный воздух — серьезный экологический фактор, непосредственно или опосредованно влияющий на морфогенез и метаболизм растений, их генотип и генофонд популяций. Следы влияния загрязненного воздуха на жизнедеятельность растений прослеживаются в радиусе десятков и сотен километров от источников