Экзаменационные билеты по экологии

Экзаменационные билеты по экологии

Билет

1. Четыре источника гидросферы.

ГИДРОСФЕРА - это водная оболочка Земли, в которую входят воды Мирового океана, воды суши и подземные воды. Площадь гидросферы составляет 70,8% от поверхности земного шара, тогда как ее объем - всего около 0,1% от объема нашей планеты.
Доля поверхностных вод весьма мала, но они обладают исключительной активностью (меняются в среднем каждые 11 дней) и являются источником образования пресных вод на суше. Пресной называют воду, соленость которой не превышает 1%, т.е. содержащую не более 1 г солей в 1 л (соленость океанской воды около 35%). Количество пресной воды составляет 2,5% от общего объема, при этом почти две трети этой воды заключено в ледниках Антарктиды, Гренландии, полярных островов, льдин и айсбергов, горных вершин.
Подземные воды располагаются в толще земной коры на различной глубине (до 200 м и более). Глубокозалегающие воды минерализованы, многие из них соленые.
Воде принадлежит важнейшая роль в истории развития нашей планеты, так как с ней связано зарождение и развитие огромного количества живых организмов. Она сыграла огромную роль в формировании поверхности Земли и ее ландшафтов.
Вода выполняет четыре важных экологических функции:

· является важнейшим минеральным сырьем, главным природным ресурсом потребления (человечество использует ее в тысячу раз больше, чем угля и нефти);

· является основным механизмом осуществления взаимосвязей всех процессов в экосистемах (обмен веществ, тепла, рост биомассы);

· является главным агентом - переносчиком глобальных биоэнергетических экологических циклов;

· является основной составной частью всех живых организмов.

Вода - это самый распространенный на Земле минерал. Молекулы воды присутствуют в каждом физическом теле и входят в состав каждого земного вещества, минерала, горной породы, живого тела и т. д. Это единственный минерал, который встречается в естественных условиях в трех агрегатных состояниях: газообразном, жидком и твердом.
Существование биосферы и человека всегда было основано на использовании воды. Использование воды для хозяйственных целей - одно из звеньев круговорота воды в природе. Но антропогенное звено круговорота отличается от естественного тем, что в процессе испарения лишь небольшая часть использованной человеком воды возвращается в атмосферу опресненной. Другая часть (около 90%) сбрасывается в реки и водоемы в виде сточных вод, загрязненных отходами производства.
Человечество постоянно стремилось к увеличению водопотребления, оказывая на гидросферу огромное воздействие. Это и строительство гидротехнических сооружений (водохранилищ, оросительных каналов, систем переброски воды), и увеличение площади орошаемых земель, и обводнение засушливых территорий, а также урбанизация, загрязнение пресных вод различными стоками.
Антропогенные преобразования достигли глобальных масштабов, нарушая естественный режим озер и рек земного шара. В результате многообразного давления, природные системы в значительной степени утратили свои защитные свойства, и сейчас мы приходим к осознанию того, каким злом является загрязнение и истощение вод.

 

Схема круговорота фосфора

Фосфор – необходимый компонент нуклеиновых кислот, белков, АТФ и ряда других жизненно важных органических веществ. Кроме того, фосфат входит в состав зубной эмали и фосфолипидов мембран. Это сравнительно мало распространённый элемент, и, подобно азоту и калию, он часто бывает фактором, лимитирующим продуктивность экосистем. Форма, в которой элемент поглощается растениями: фосфат РО₄^3- и ортофосфат Н₂РО₄^-. Круговорот фосфора показан на рис.1; он не сложен, так как в природе нет газообразных соединений этого элемента. Запасы фосфора, доступные живым существам, полностью сосредоточены в литосфере. Основными источниками неорганического фосфора являются изверженные породы (например, апатиты) или осадочные породы (например, фосфориты). Минеральный фосфор – редкий элемент в биосфере, в земной коре его содержание не превышает 1 %, что является основным фактором, лимитирующим продуктивность многих экосистем. Неорганический фосфор из пород земной коры вовлекается в циркуляцию выщелачиванием и растворением в континентальных водах. Он попадает в экосистемы суши и поглощается растениями, которые при его участии синтезируют различные органические соединения, и таким образом включается в трофические цепи. Затем органические фосфаты вместе с трупами, отходами и выделениями живых существ возвращаются в землю, где снова подвергаются воздействию микроорганизмов и превращаются в минеральные ортофосфаты, готовые к употреблению растениями и другими автотрофами.
В водные экосистемы фосфор приносится текучими водами. Реки непрерывно обогащают океаны фосфатами, что способствует развитию фитопланктона и живых организмов, расположенных на различных уровнях пищевых цепей пресноводных или морских водоёмов. Во всех водных экосистемах фосфор встречается в четырёх формах, соответственно нерастворимых или растворимых. Поскольку на Земле запасы фосфора – элемента, важного для функционирования экосистем, малы, то любые воздействия человека на биогеохимический круговорот фосфора имеет ряд отрицательных последствий.

Фосфор принадлежит к числу довольно распространенных элементов; содержание его в земной коре составляет около 0.1% (масс.). Вследствие легкой окисляемости фосфор в свободном состоянии в природе не встречается. Из природных соединений фосфора самым важным является ортофосфат кальция, который в виде минерала фосфорита иногда образует большие залежи.
Фосфор, как и азот, необходим для всех живых существ, так как он входит в состав некоторых белков как растительного, так и животного происхождения. В растениях фосфор содержится главным образом в белках семян, в животных организмах - в белках молока, крови, мозговой и нервной тканей. В виде кислотного остатка фосфорной кислоты фосфор входит в состав нуклеиновых кислот - сложных органических полимерных соединений, принимающих непосредственное участие в процессах передачи наследственных свойств живой клетки.

Билет

Три блока мониторинга

Под экологическим мониторингом (от лат. «монитор» — напоминающий, надзирающий) понимают систему наблюдений, оценки и прогноза состояния окружающей среды. Основной принцип мониторинга —непрерывное слежение. Мониторинг является важнейшей частью экологического контроля, которое осуществляет государство. Главная цель мониторинга — наблюдение за состоянием окружающей среды и уровнем ее загрязнения. Не менее важно своевременно оценить и последствия антропогенного воздействия на биоту, экосистемы и здоровье человека, а также эффективность природоохранных мероприятий. Но мониторинг — это не только слежение и оценка фактов, но и экспериментальное моделирование, прогноз и рекомендации по управлению состоянием окружающей среды.
По территориальному охвату различают три ступени или блока современного мониторинга — локальный (биоэкологический, санитарно-гигиенический), региональный (геосистемный, природно-хозяйственный и глобальный (биосферный, фоновый)). В программу биоэкологического (санитарно-гигиенического) мониторинга, проводимого на локальном уровне, входят наблюдения за изменением в различных сферах содержания загрязняющих веществ, обладающих канцерогенными, мутагенными и иными неблагоприятными свойствами. Постоянным наблюдениям подвергаются следующие загрязняющие вещества, наиболее опасные для природных экосистем и человека: — в поверхностных водах — радионуклиды, тяжелые металлы, пестициды, бенз(а)пирен, рН, минерализация, азот, нефтепродукты, фенолы, фосфор;
— в атмосферном воздухе — оксиды углерода, азота, диоксид серы, озон, пыль, аэрозоли, тяжелые металлы, радионуклиды, пестициды, бенз(а)пирен, азот, фосфор, углеводороды; — в биоте — тяжелые металлы, радионуклиды, пестициды, бенз(а)пирен, азот, фосфор.
Тщательно исследуют и такие вредные физические воздействия, как радиацию, шум, вибрацию, электромагнитные поля и др. Пункты экологических наблюдений располагают в местах концентрации населения и районах интенсивной его деятельности с таким расчетом, чтобы они контролировали основные линии связи человека (трофические и др.) с естественными и искусственными компонентами окружающей среды. Это могут быть территории промышленно-энергетических центров, атомных электростанций, нефтепромыслов, агроэкосистем с интенсивным применением ядохимикатов и др.
В составе биоэкологического (санитарно-гигиенического) мониторинга большое внимание уделяют наблюдениям за ростом врожденных дефектов в популяциях человека и динамикой генетических последствий загрязнения биосферы, в первую очередь мутагенами. Экологическую опасность их трудно переоценить, ибо, как подчеркивают Д. П. Никитин и Ю. В. Новиков (1980), «мутагены поражают самое драгоценное, что создано эволюцией живой материи, — генетическую программу. человека, а также генофонды популяций всех видов животных, растений, бактерий и вирусов, населяющих биосферу».
На региональном (геосистемном) уровне наблюдения ведут за состоянием экосистем крупных природно-территориальных комплексов (бассейнов рек, лесных экосистем, агроэкосистем и т. д.), где имеются отличия параметров от базового фона ввиду \ антропогенных воздействий. Изучают трофические связи (биологические круговороты) и их нарушения, оценивают возможность использования ресурсов природных экосистем в конкретных видах деятельности, анализируют характер и количественные показатели антропогенных воздействий на окружающую природную среду в этих регионах. Например, ведут контроль за популяционным состоянием исчезающих видов животных в пределах какого-либо региона, и т. д.
Обеспечить наблюдение, контроль и прогноз возможных изменений в биосфере в целом — задача глобального мониторинга. Его называют еще фоновым или биосферным. Объектами глобального мониторинга являются атмосфера, гидросфера, растительный и животный мир и биосфера в целом как среда жизни всего человечества. Разработка и координация глобального мониторинга окружающей среды осуществляется в рамках ЮНЕП (орган ООН) и Всемирной метеорологической организации (ВМО).

Билет

Правовая охрана недр

Правовая охрана недр представляет собой урегулированную правом сис­тему мер, направленную на обеспечение рационального использования недр, предупреждение их истощения и загрязнения в интересах удовлетво­рения потребностей экономики и населения, охраны окружающей природ­ной среды.

Богатства недр относятся к числу исчерпаемых и невозобновляемых при­родных ресурсов, поэтому главной задачей и основной особенностью их ох­раны является организация рационального и комплексного использования в процессе их разведки и разработки с целью предотвращения расточительной и бесхозяйственной эксплуатации полезных ископаемых, потерь минераль­ного сырья.

Исходя из этого основными требованиями по охране недр являются (ст. 23 Закона РФ «О недрах»):

- соблюдение установленного законодательством порядка предоставле­ния недр и недопущение самовольного пользования;

- обеспечение полноты геологического изучения, рационального, ком­плексного использования и охраны недр;

- проведение опережающего геологического изучения недр, обеспечива­ющего достоверную оценку запасов полезных ископаемых или свойств уча­стка недр, предоставляемого в целях, не связанных с добычей полезных ис­копаемых;

- обеспечение наиболее полного извлечения запасов основных и совме­стно с ними залегающих полезных ископаемых и попутных компонентов, а также достоверный учет извлекаемых и оставляемых в недрах их запасов;

- охрана месторождений полезных ископаемых от затопления, обводне­ния, пожаров и других факторов, снижающих качество полезных ископае­мых и промышленную ценность месторождений;

- предотвращение загрязнения недр при проведении работ, связанных с недропользованием (подземное хранение нефти, газа, захоронение вредных веществ и отходов, сброс сточных вод);

- предотвращение накопления промышленных и бытовых отходов на площадях водосбора и в местах залегания подземных вод.

Учитывая невоспроизводимый характер и экономическое значение ми­неральных богатств, заключенных в недрах, закон устанавливает приоритет использования и охраны полезных ископаемых. Участок недр, располагаю­щий запасами месторождений полезных ископаемых, предоставляется в первую очередь для их разработки. Проектирование и строительство насе­ленных пунктов, промышленных комплексов и других хозяйственных объ­ектов разрешается только после получения заключения органов управления государственным фондом недр об отсутствии полезных ископаемых в не­драх под участком предстоящей застройки.

Застройка площадей залегания полезных ископаемых или размещение в местах их залегания подземных сооружений допускается с разрешения орга­нов управления фондом недр и горного надзора при условии обеспечения возможности извлечения полезных ископаемых или доказанности экономи­ческой целесообразности застройки.

Важнейшими направлениями деятельности по охране недр являются го­сударственный учет, государственная экспертиза и государственная регист­рация, которые осуществляются специально уполномоченными органами управления фондом недр.

Государственный учет осуществляется путем ведения государственного кадастра месторождений и проявлений полезных ископаемых, а также госу­дарственного баланса запасов полезных ископаемых (ст. 30, 31 Закона РФ «О недрах»).

Государственный кадастр включает сведения по каждому месторожде­нию полезных ископаемых (о количестве и качестве как основных, так и совместно с ними залегающих полезных ископаемых, условиях их разработ­ки, геолого-экономическую оценку).

С целью учета состояния минерально-сырьевой базы страны ведется го­сударственный баланс, который содержит данные о количестве и качестве запасов каждого вида полезных ископаемых, их размещении, освоении, до­быче, потерях, а также об обеспеченности промышленности разведанными запасами полезных ископаемых.

Государственная экспертиза проводится с целью создания условий для ра­ционального комплексного использования недр, определения платы за поль­зование, границ участков недр, предоставляемых в пользование, и т. д. Экс­пертизе подлежат не только запасы полезных ископаемых, но и геологическая информация об участках недр, пригодных для строительства и эксплуатации подземных сооружений, не связанных с добычей полезных ископаемых.

 

Четыре закона экологии

В 70-х годах XX в. американский эколог Барри Коммонер сформулировал 4 закона экологии:

1. Все связано со всем.
В природе все взаимосвязано, любое действие человека приводит к последствиям, часто непредвиденным. И хотя эти изменения не всегда заметны на первый взгляд, они, положительные или негативные обязательно повлияют на человека, который является частью природы.

2. Все должно куда-то деваться.
Любые загрязнения (отходы, тепло, радиация и т.д.) вернутся к человеку обратно согласно первому закону, поэтому необходимы безотходные, экологически чистые технологии производства и утилизация бытовых отходов.

3. Природа знает лучше.
Природа разумна сама по себе. Вмешательство человека часто нарушает ее механизмы. Поэтому нужно не завоевывать природу, а по возможности адаптироваться к ней.

4.Ничего не дается даром.
Это закон рационального природопользования. Экономия средств на охрану природы возвращается болезнями, бедствиями, ухудшением условий жизни не только ныне живущих, но и их потомков. Пренебрежение этим законом приводит также и к значительным материальным затратам (на восстановление природных ресурсов, очистку океана и т.п.)

Таким образом мы видим, что понятие экология имеет довольно широкое значение. Как наука она изучает сложные взаимосвязи в природе, взаимоотношения живого с органическими и неорганическим компонентами окружающей среды, а также происходящие в ней процессы. Экология также затрагивает вопросы охраны окружающей среды и проблемы, которые возникают в следствие все большего вмешательства и влияния на нее человеческой деятельности.

Билет

Билет

Химические загрязнения

- тяжелыми металлами
- пестицидами
- отдельными химическими веществами и элементами
- СПАВ
- пластмассами

Биологические загрязнения

- биогенные

- микробиологические

- генная инженерия

Следует упомянуть и диоксины — весьма опасное загрязняющее вещество из класса хлоруглеводородов.
Под видами загрязнений понимают также любые нежелательные для экосистем антропогенные изменения:
- ингредиентное (минеральное и органическое) загрязнение как совокупность веществ, чуждых естественным биогеоценозам (например, бытовые стоки, ядохимикаты, продукты сгорания и т. д);
параметрическое загрязнение, связанное с изменениями качественных параметров окружающей среды (тепловое, шумовое, радиационное, электромагнитное);
- биоценотическое загрязнение, вызывающее нарушение в составе и структуре популяций живых организмов (перепромысел, направленная интродукция и акклиматизация видов и т. д.);
- стациально-деструкционное загрязнение (стация -— место обитания популяции, деструкция — разрушение), связанное с нарушением и преобразованием ландшафтов и экосистем в процессе природопользования (зарегулирование водотоков, урбанизация, вырубка лесных насаждений и пр.). Без всякого преувеличения можно отметить, что воздействие человека на биосферу в целом и на отдельные ее компоненты (атмосферу, гидросферу, литосферу и биотические сообщества) достигло к настоящему времени беспрецедентных размеров. Современное состояние планеты Земля оценивается как глобальный экологический кризис. Особенно возросли темпы роста ингредиентных и параметрических загрязнителей, причем не только в количественном, но и в качественном отношении.

Источники тяжелых металлов

Среди загрязнителей биосферы, представляющих наибольший интерес для различных служб контроля ее качества, металлы (в первую очередь тяжелые, то есть имеющие атомный вес больше 40) относятся к числу важнейших. В значительной мере это связано с биологической активностью многих из них. На организм человека и животных физиологическое действие металлов различно и зависит от природы металла, типа соединения, в котором он существует в природной среде, а также его концентрации. Многие тяжелые металлы проявляют выраженные комплексообразующие свойства. Так, в водных средах ионы этих металлов гидратированы и способны образовывать различные гидроксокомплексы, состав которых зависит от кислотности раствора. Если в растворе присутствуют какие-либо анионы или молекулы органических соединений, то ионы этих металлов образуют разнообразные комплексы различного строения и устойчивости.

В ряду тяжелых металлов одни крайне необходимы для жизнеобеспечения человека и других живых организмов и относятся к так называемым биогенным элементам. Другие вызывают противоположный эффект и, попадая в живой организм, приводят к его отравлению или гибели. Эти металлы относят к классу ксенобиотиков, то есть чуждых живому. Специалистами по охране окружающей среды среди металлов-токсикантов выделена приоритетная группа. В нее входят кадмий, медь, мышьяк, никель, ртуть, свинец, цинк и хром как наиболее опасные для здоровья человека и животных. Из них ртуть, свинец и кадмий наиболее токсичны.

К возможным источникам загрязнения биосферы тяжелыми металлами относят предприятия черной и цветной металлургии (аэрозольные выбросы, загрязняющие атмосферу, промышленные стоки, загрязняющие поверхностные воды), машиностроения (гальванические ванны меднения, никелирования, хромирования, кадмирования), заводы по переработке аккумуляторных батарей, автомобильный транспорт.

Кроме антропогенных источников загрязнения среды обитания тяжелыми металлами существуют и другие, естественные, например вулканические извержения: кадмий обнаружили сравнительно недавно в продуктах извержения вулкана Этна на острове Сицилия в Средиземном море. Увеличение концентрации металлов-токсикантов в поверхностных водах некоторых озер может происходить в результате кислотных дождей, приводящих к растворению минералов и пород, омываемых этими озерами. Все эти источники загрязнения вызывают в биосфере или ее составляющих (воздухе, воде, почвах, живых организмах) увеличение содержания металлов-загрязнителей по сравнению с естественным, так называемым фоновым уровнем.

Хотя, как было упомянуто выше, попадание металла-токсиканта может происходить и путем аэрозольного переноса, в основном они проникают в живой организм через воду. Попав в организм, металлы-токсиканты чаще всего не подвергаются каким-либо существенным превращениям, как это происходит с органическими токсикантами, и, включившись в биохимический цикл, они крайне медленно покидают его.

Для контроля качества поверхностных вод созданы различные гидробиологические службы наблюдений. Они следят за состоянием загрязнения водных экосистем под влиянием антропогенного воздействия. Поскольку такая экосистема включает в себя как саму среду (воду), так и другие компоненты (донные отложения и живые организмы - гидробионты), сведения о распределении тяжелых металлов между отдельными компонентами экосистемы имеют весьма важное значение. Надежные данные в этом случае могут быть получены при использовании современных методов аналитической химии, позволяющих определить содержание тяжелых металлов на уровне фоновых концентраций.

 

Билет

Схема круговорота азота

Растения получают азот в основном из разлагающегося мертвого органического вещества посредством деятельности бактерий, которые превращают азот белков в усваиваемую растениями форму. Другой источник – свободный азот атмосферы – растениям непосредственно недоступен. Но его связывают, т.е. переводят в другие химические формы, некоторые группы бактерий и сине-зеленые водоросли, они обогащают им почву. Многие растения находятся в симбиозе с азотфиксирующими бактериями, образующими клубеньки на их корнях. Из отмерших растений или трупов животных часть азота, за счет деятельности других групп бактерий, превращается в свободную форму и вновь поступает в атмосферу.

Газообразный азот возникает в результате реакции окисления аммиака, образующегося при извержении вулканов и разложении биологических отходов: 4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O.

Круговорот азота – один из самых сложных, но одновременно самых идеальных круговоротов. Несмотря на то что азот составляет около 80% атмосферного воздуха, в большинстве случаев он не может быть непосредственно использован растениями, т.к. они не усваивают газообразный

азот. Вмешательство живых существ в круговорот азота подчинено строгой иерархии: только определённые категории организмов могут оказывать влияние на отдельные фазы этого цикла. Газообразный азот непрерывно поступает в атмосферу в результате работы некоторых бактерий, тогда как другие бактерии – фиксаторы (вместе с сине-зелёными водорослями) постоянно поглощают его, преобразуя в нитраты. Неорганическим путём нитраты образуются и в атмосфере

в результате электрических разрядов во время гроз.

Самые активные потребители азота – бактерии на корневой системе растений семейства бобовых. Каждому виду этих растений присущи свои особые бактерии, которые превращают азот в нитраты. В процессе биологического

цикла нитрат-ионы (NO3-) и ионы аммония (NH4+), поглощаемы растениями из

почвенной влаги, преобразуются в белки, нуклеиновые кислоты и т.д. Далее образуются отходы в виде погибших организмов, являющихся объектами

жизнедеятельности других бактерий и грибов, преобразующих их в аммиак. Так возникает новый цикл круговорота. Существуют организмы, способные

превращать аммиак в нитриты, нитраты и в газообразный азот.

Биологическая активность организмов дополняется промышленными способами получения азотосодержащих органических и неорганических веществ, многие из которых применяются в качестве удобрений для повышения продуктивности и роста растений.

Антропогенное влияние на круговорот азота определяется следующими процессами:

1. сжигание топлива приводит к образованию оксида азота, а затем реакциям: 2NO + O2 = 2NO2,

4NO2 + 2H2O + O2 = 4HNO3,способствуя выпадению кислотных дождей;

2. в результате воздействия некоторых бактерий на удобрения и отходы животноводства образуется закись азота – один из компонентов, создающих парниковый эффект;

3. добыча полезных ископаемых, содержащих нитрат-ионы и ионы аммония, для производства минеральных удобрений;

4. при сборе урожая из почвы выносятся нитрат-ионы и ионы аммония;

5. стоки с полей, ферм и из канализаций увеличивают количество нитрат- ионов и ионов аммония в водных экосистемах, что ускоряет рост водорослей и других растений; при разложении последних расходуется кислород, что в конечном счёте приводит к гибели рыб.

Билет

Схема круговорота углерода

Биогеохимическая машина Земли представлена циклами элементов, связанных между собой. Это углерод, кислород, азот, кальций, магний, фосфор, сера, кремний, железо.

Главенствующим является цикл органического углерода, с ним сопряжены циклы углекислоты и кислорода.

Превращение неорганического углерода в первичную продукцию происходит в этом цикле за счет использования солнечной энергии цианобактериями, водорослями, растениями и в малой степени хемоавтотрофами, использующими эндогенный водород. В процессе фотосинтеза создаются органические вещества из углекислоты и воды при участии ферментов в хлоропластах клеток автотрофов, превращающих в свои ткани углекислоту, воду, минеральные соли, основными элементами которых являются калий, фосфор, азот, и поставляющих в атмосферу кислород. В деструкционной части цикла органического углерода участвуют органотрофные организмы; конечным продуктом деструкции является углекислота, замыкающая цикл органического углерода и сопрягающая его с циклом неорганического углерода и циклом кислорода. Выделение углекислоты в атмосферу идет на всех уровнях биоценоза. Поступление углекислого газа, продукта процессов окисления, имеет суточную и сезонную ритмику.

Цикл органического углерода дополняется циклами азота, кальция, магния, кремния, серы, железа. Из отдельных циклических процессов складывается круговорот – взаимосвязанное превращение и перемещение веществ в природе не полностью обратимое.

Углерод — основной биогенный элемент; он играет важнейшую роль в образовании живого вещества биосферы. Углекислый газ из атмосферы в процессе фотосинтеза, осуществляемого зелёными растениями, ассимилируется и превращается в разнообразные и многочисленные органические соединения растений. Растительные организмы, особенно низшие микроорганизмы, морской фитопланктон, благодаря исключительной скорости размножения продуцируют в год около 1,5·10¹¹ т углерода в виде органической массы, что соответствует 5,86·10²⁰ дж (1,4·10²⁰ кал)энергии. Растения частично поедаются животными (при этом образуются более или менее сложные пищевые цепи). В конечном счёте органическое вещество в результате дыхания организмов, разложения их трупов, процессов брожения, гниения и горения превращается в углекислый газ или отлагается в виде сапропеля, гумуса, торфа, которые, в свою очередь, дают начало многим др. каустобиолитам — каменным углям, нефти, горючим газам.

В процессах распада органических веществ, их минерализации огромную роль играют бактерии (например, гнилостные), а также многие грибы (например, плесневые).

В активном круговороте углерода участвует очень небольшая часть всей его массы (табл. 2). Огромное количество угольной кислоты законсервировано в виде ископаемых известняков и др. пород. Между углекислым газом атмосферы и водой океана, в свою очередь, существует подвижное равновесие.

 

Билет

Билет

Озоновая дыра Антарктиды

Озоновая дыра над Антарктикой была впервые обнаружена в 1985 году группой британских учёных во главе с Джорджем Фарманом, тогда её диаметр достигал 1000 километров, а площадь — 20 миллионов квадратных километров. В 2001 году учёные заявили, что её площадь сократилась, но эти сведения были опровергнуты в 2005, когда её размер достиг максимального замеченного — 27 миллионов квадратных километров. Озоновая дыра над Антарктикой является непостоянной, в сентябре — октябре (первый и второй месяц весны в Южном полушарии) она появляется, а в марте — апреле (первые месяцы осени в южном полушарии), когда количество солнечного ультрафиолета уменьшается, она практически полностью исчезает. Учёные считают, что появлению озоновой дыры способствуют несколько факторов: широкое использование в промышленности и быту хлорсодержащих хладонов (фреонов), солнечная радиоактивность, увеличение концентрации CO2 в атмосфере Земли, а также некоторые другие антропогенные факторы, воздействующие на атмосферу.

В Антарктиде весна начинается в августе–сентябре. После нескольких месяцев темноты солнце встаёт над горизонтом всё выше и освещает холодный воздух, который крутят циркумполярные ветра. Солнечное излучение вызывает химические реакции с участием облачного льда и определённых веществ, что приводит к разрушению озона. Как правило, к началу декабря этот процесс теряет силу, дыра перестаёт расти и постепенно затягивается.

В 1987 году был подписан Монреальский протокол, предусматривавший поэтапный отказ от озоноразрушающих веществ, которые широко используются в холодильной промышленности, а также в качестве растворителей и в баллончиках с аэрозолями.

Однако большинство этих веществ остаётся в атмосфере на многие десятилетия. Компьютерные модели предсказывают, что стратосферный озон сможет восстановиться к середине века, а озоновая дыра в Антарктике, скорее всего, сохранится на одно–два десятилетия дольше.

Биотестирование загрязнений

Под биотестированием (bioassay) обычно понимают процедуру установления токсичности среды с помощью тест-объектов, сигнализирующих об опасности независимо от того, какие вещества и в каком сочетании вызывают изменения жизненно важных функций у тест-объектов.
Благодаря простоте, оперативности и доступности биотестирование получило широкую признание во всем мире и его все чаще используют наряду с методами аналитической химии.

Биотестирование как метод оценки токсичности водной среды используется:

· при проведении токсикологической оценки промышленных, сточных бытовых, сельскохозяйственных, дренажных, загрязненных природных и пр. вод с целью выявления потенциальных источников загрязнения,

· в контроле аварийных сбросов высокотоксичных сточных вод,

· при проведении оценки степени токсичности сточных вод на разных стадиях формирования при проектировании локальных очистных сооружений,

· в контроле токсичности сточных вод, подаваемых на очистные сооружения биологического типа с целью предупреждения проникновения опасных веществ для биоценозов активного ила,

· при определении уровня безопасного разбавления сточных вод для гидробионтов с целью учета результатов биотестирования при корректировке и установлении предельно допустимых сбросов (ПДС) веществ, поступающих в водоемы со сточными водами,

· при проведении экологической экспертизы новых материалов, технологий очистки, проектов очистных сооружений и пр.

Биоиндикация — оценка качества среды обитания и её отдельных характеристик по состоянию биоты в природных условиях. Для учёта изменения среды под действием антропогенного фактора составляются списки индикаторных организмов — биоиндикаторов. Биоиндикаторы — виды, группы видов или сообщества, по наличию, степени развития, изменению морфологических, структурно-функциональных, генетических характеристик которых судят о качестве воды и состоянии экосистем. В качестве биоиндикаторов часто выступают лишайники, в водных объектах — сообщества бактерио-, фито-, зоопланктона, зообентоса, перефитона.

Наиболее целесообразным методом определения интегральной токсичности почвы является биотестирование. Показателем степени токсичности при биотестировании служит изменение выбранной тест-функции биоиндикаторного организма при его взаимодействии с пробой среды. Успешное применение биотестирования для диагностики состояния экосистемы во многом зависит от правильного подбора тест-объекта.

В качестве биоиндикаторов могут быть использованы животные, растения, микроорганизмы. Уровень организации тестируемой биологической системы может варьировать от доклеточного (макромолекулы) до надорганизменного (сообщества). Большинство исследователей полагает, что применение единственного биологического параметра для целей биотестирования ненадежно из-за разнообразных механизмов отклика тест-организма на различные антропогенные загрязнения. Наиболее полный анализ интегральной токсичности достигается при применении набора биотестов с использованием различных тест-организмов при контроле их биологических параметров.

Наиболее очевидными критериями выбора тест-организмов являются простота работы и точность получаемых в результате тестирования данных. Под простотой понимается легкость выделения тест-организма из природных источников, его хранения, размножения, постановки пробы на токсичность, обработки и интерпретации полученных результатов. Точность в данном случае - это наличие однозначных, ярко выраженных изменений тестируемой функции индикаторного организма в результате воздействия интересующего загрязнителя.

В некоторых случаях для оценки токсичности почвы необходимо в качестве тест-объектов брать микроорганизмы. Достоинства микробиологических тестов обусловлены следующими причинами. Благодаря небольшим размерам, микробные клетки имеют относительно большую поверхность контакта с окружающей средой, что определяет их высокую чувствительность к происходящим в ней изменениям. Высокие скорости роста и размножения микроорганизмов дают возможность за сравнительно короткий срок проследить за воздействием любого неблагоприятного фактора на протяжении десятков и даже сотен поколений. К тому же они компактны и в большинстве случаев не требуют значительных материальных затрат для поддержания жизнедеятельности. Применение микроорганизмов для оценки интегральной токсичности почвы и создание на их основе комплексной системы чувствительных, достоверных и экономичных биотестов является перспективной областью исследований.

К недостаткам микробиологических тестов следует отнести достаточно высокую способность микроорганизмов к образованию устойчивых мутантных штаммов, что может в некоторых случаях приводить к получению недостоверных результатов.

Билет

Озоновый слой

В 20 - 50 километрах над поверхностью Земли в атмосфере находится слой озона. Озон — это особая форма кислорода. Большинство молекул кислорода воздуха состоит из дв<