Основные экологические законы

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

1) Биологический вид – совокупность особей, обладающих общими признаками, способных свободно скрещиваться между собой и давать плодовитое потомство, занимающих определенное пространство обитания (ареал) и ограниченных от других видов нескрещиваемостью в природных условиях.

2) Популяция – совокупность особей одного вида, длительное время обитающих на одной территории (части ареала данного вида) и воспроизводящая себя в течение большого числа поколений.

3) Биоценоз – совокупность взаимосвязанных популяций растений, животных, грибов и микроорганизмов, совместно населяющих относительно однородное жизненное пространство.

4) Биосфера – оболочка земли в которой развивается жизнь разнообразных организмов, охватывающая нижнюю часть атмосферы (до 15 км), всю гидросферу (до 12 км) и верхнюю часть литосферы (до 5 км).

5) Техносфера – искусственная оболочка Земли, созданная человеком с помощью использования различных технических устройств.

6) Экологическая система (экосистема) – это совокупность совместно обитающих разных видов организмов и условий их существования, находящихся в закономерной взаимосвязи друг с другом. Экологические системы могут быть:

• микроэкосистемами;

• мезоэкосистемами;

• макроэкосистемами

2) Экологическая система (экосистема) – это совокупность совместно обитающих разных видов организмов и условий их существования, находящихся в закономерной взаимосвязи друг с другом.

ТИПЫ:

• микроэкосистемами;

• мезоэкосистемами;

• макроэкосистемами.

CОСТАВ:

1. Три группы организмов, участвующие в круговороте веществ и энергии:

А) Продуценты (производители) – автотрофные организмы, создающие в процессе фотосинтеза органические вещества из неорганических за счёт использования солнечной энергии. Основным продуцентом в биосфере являются зелёные растения. Б) Консументы (потребители) – гетеротрофные организмы, питающиеся за счёт автотрофных. К консументам первого порядка относятся, например, некоторые рыбы, питающиеся фитопланктоном, травоядные животные; к консументам второго порядка – хищники и паразиты растительноядных организмов. В природе встречаются также консументы третьего и четвёртого порядков, но, как правило, в цепях питания бывает не более шести звеньев.

В) Редуценты (восстановители) – организмы, разлагающие мёртвое органическое вещество и возвращающие неорганические вещества в окружающую среду. К ним относятся бактерии и грибы.

2. Неорганические вещества, которые включаются в круговороты веществ (С, N2, S, P, O2, H2O и др.).

3. Органические соединения, связывающие живую (биотическую) и неживую (абиотическую) компоненты экосистемы (белки, углеводы и др.)

4. Климатический режим и другие физические факторы.

Экологический фактор – элемент среды, оказывающий существенное влияние на живой организм.

Экологические факторы принято делить на:

факторы неживой среды (например, климатические: температура, влажность и т.п.);

биотические – факторы живой среды, связанные с влиянием живых существ; антропогенные – факторы, возникающие в результате деятельности человека.

3) Антропогенный производственный фактор (АПФ) – фактор, способный вызвать негативные изменения здоровья человека, непосредственно занятого в производственном процессе, и антропогенные изменения окружающей среды, подверженной воздействию данного производственного процесса.

ИХ МОЖНО РАЗДЕЛИТЬ НА 3 ГРУППЫ:

А) Факторы, оказывающие прямое воздействие на окружающую среду в результате внезапно начинающейся, интенсивной и непродолжительной деятельности. (НАПРИМЕР: прокладка автомобильной или железной дороги через тайгу)

Б) Косвенное воздействие через хозяйственную деятельность долговременного характера и малой интенсивности. (НАПРИМЕР: Загрязнение окружающей среды газообразными и жидкими выбросами завода)

В) Комплексное воздействие вышеперечисленных факторов, приводящее к медленному изменению окружающей среды. В результате в измененном ландшафте остаются лишь растения и животные. (НАПРИМЕР: хвойные деревья заменяются в тайге мелколиственными породами)

Основные загрязнители

Наиболее распространенные вредные продукты сгорания органических топлив:

1. Оксид углерода (или угарный газ) СО при попадании в организм, оксид углерода реагирует с гемоглобином крови и препятствует нормальному переносу кислорода. Диоксид углерода (или углекислый газ) СО2 сам по себе нетоксичен, не имеет цвета и запаха. Является «парниковым газом».

2. Сернистый ангидрид SO2 – бесцветный газ с острым запахом, вызывает раздражение дыхательных путей и нарушение обменных и ферментных процессов у людей, является одной из основных причин возникновения смогов. Серный ангидрид (или триоксид серы) SO3 также оказывает раздражающее действие на дыхательные пути, кроме того во влажном воздухе способствует образованию аэрозоля серной кислоты, которая активно разрушает конструкции, здания и оборудование.

3. Оксид азота NО – высокотоксичное вещество, оказывающее действие на кровь и нервную систему. Диоксид азота NО2 – газ буро-красного цвета. Раздражает и прижигает дыхательные пути, приводит к отеку легких. Гемиоксид азота N2O – бесцветный газ, используемый в медицине в качестве легкого наркоза ("веселящий газ").

4. Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) встречаются в продуктах сгорания углеводородных топлив. Наиболее распространенными из них являются бенз(а)пирен, пирен, антрацен, перилен и др. Бенз(а)пирен C20H12 – твёрдое кристаллическое вещество желтого цвета, которое накапливается в основном в почве. Является сильным канцерогеном, также может оказывать мутагенное воздействие.

5. Сажа (копоть) – продукт неполного сгорания или углеводородов, более чем на 90% состоит из углеродных атомов. При медленном разложении выделяет бенз(а)пирен. При попадании в организм сажистые частицы могут вызвать злокачественные опухоли.

6. Сероводород H2S – газ, обладающий сильным характерным запахом. Сероводород очень токсичен, при небольшом содержании в воздухе может вызвать головокружение и тошноту, при высокой концентрации – судороги, отек легких и летальный исход.

А) Конденсация.

С ростом давления и снижением температуры скорость абсорбции увеличивается. Абсорбенты, работающие при отрицательных (по Цельсию) температурах, называют хладоносителями, а сам процесс, протекающий в таких условиях, – контактной конденсацией.

Включение конденсации газов, содержащихся в выбросах, в технологический цикл обычно происходит в случае, когда процесс сопровождается значительными потерями промежуточных или конечных продуктов. С помощью конденсации часто происходит улавливание и возвращение в технологический процесс паров растворителей, удаляемых с поверхности изделий после нанесения функциональных, защитных и окрашивающих слоев. Также применение конденсации возможно для извлечения из газового потока ценных или особо опасных веществ.

Конденсация очень эффективна для углеводородов и других органических соединений, имеющих достаточно высокие температуры кипения при обычных условиях и присутствующих в газовой фазе в относительно высоких концентрациях.

Экономическая эффективность данного метода заметно уменьшается в связи с необходимостью охлаждения при конденсации.

Б) Очистка газов дожиганием.

Очистка отходящих газов может осуществляться и с помощью термического окисления углеводородных компонентов до диоксида углерода CO2 и вода H2O.

Методы дожигания обеспечивают высокую степень очистки от углеводородов и оксидов углерода, кроме того теплота, выделяющаяся при сгорании загрязнителей, может быть достаточно легко утилизирована.

НО! В термоокислительных процессах необратимо теряется качество используемого воздуха, а продукты окисления, выбрасываемые в атмосферу, содержат некоторое количество вновь образовавшихся оксида углерода СО и оксидов азота NOх.

Обычно термообезвреживание применяется только для соединений, в молекулах которых нет других элементов, кроме углерода С, водорода Н и кислорода О. Получить нетоксичные продукты реакции любых других соединений с кислородом принципиально невозможно

В) Каталитические методы.

Каталитические методы очистки очистки газов основаны на гетерогенном катализе и служат для превращения примесей в безвредные или легко удаляемые из газа соединения. Процессы гетерогенного катализа протекают на поверхности твёрдых тел - катализаторов. Катализаторы должны обладать определёнными свойствами: активностью, пористой структурой, стойкостью к ядам, механической прочностью, селективностью, термостойкостью, низким гидравлическим сопротивлением, иметь небольшую стоимость.

Особенность процессов каталитической очистки газов заключается в том, что они протекают при малых концентрациях удаляемых примесей. Основным достоинством метода является то, что он даёт высокую степень очистки, а недостатком - образование новых веществ, которые надо удалять из газа адсорбцией или абсорбцией.

Циклон.

В сухих пылеуловителях для осаждения частиц используются силы тяжести и инерции. Все пылеуловители этого типа можно классифицировать в зависимости от сил, благодаря которым происходит осаждение, на гравитационные, инерционные и центробежные.

Принцип действия: поток запылённого газа вводится в аппарат через входной патрубок тангенциально в верхней части. В аппарате формируется вращающийся поток газа, направленный вниз, к конической части аппарата. Вследствие силы инерции (центробежной силы) частицы пыли выносятся из потока и оседают на стенках аппарата, затем захватываются вторичным потоком и попадают в нижнюю часть, через выпускное отверстие в бункер для сбора пыли (на рисунке не показан). Очищенный от пыли газовый поток затем двигается снизу вверх и выводится из циклона через соосную выхлопную трубу.

Область применения: Воздухоочистители циклонного типа также применяются на транспорте, например, на грузовых автомобилях МАЗ, КАМАЗ предварительная очистка воздуха, поступающего в двигатель внутреннего сгорания происходит в «циклоне»

Эффективность: Степень очистки в циклоне сильно зависит от дисперсного состава частиц пыли в поступающем на очистку газе (чем больше размер частиц, тем эффективнее очистка).

C увеличением диаметра циклона степень очистки возрастает, но увеличивается металлоёмкость и затраты на очистку. При больших объёмах газа и высоких требованиях к очистке газовый поток пропускают параллельно через несколько циклонов малого диаметра (100—300 мм.). Такую конструкцию называют мультициклоном или батарейным циклоном. Возможно также применить электростатический фильтр, который, напротив, эффективен именно для малых частиц.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

1) Биологический вид – совокупность особей, обладающих общими признаками, способных свободно скрещиваться между собой и давать плодовитое потомство, занимающих определенное пространство обитания (ареал) и ограниченных от других видов нескрещиваемостью в природных условиях.

2) Популяция – совокупность особей одного вида, длительное время обитающих на одной территории (части ареала данного вида) и воспроизводящая себя в течение большого числа поколений.

3) Биоценоз – совокупность взаимосвязанных популяций растений, животных, грибов и микроорганизмов, совместно населяющих относительно однородное жизненное пространство.

4) Биосфера – оболочка земли в которой развивается жизнь разнообразных организмов, охватывающая нижнюю часть атмосферы (до 15 км), всю гидросферу (до 12 км) и верхнюю часть литосферы (до 5 км).

5) Техносфера – искусственная оболочка Земли, созданная человеком с помощью использования различных технических устройств.

6) Экологическая система (экосистема) – это совокупность совместно обитающих разных видов организмов и условий их существования, находящихся в закономерной взаимосвязи друг с другом. Экологические системы могут быть:

• микроэкосистемами;

• мезоэкосистемами;

• макроэкосистемами

2) Экологическая система (экосистема) – это совокупность совместно обитающих разных видов организмов и условий их существования, находящихся в закономерной взаимосвязи друг с другом.

ТИПЫ:

• микроэкосистемами;

• мезоэкосистемами;

• макроэкосистемами.

CОСТАВ:

1. Три группы организмов, участвующие в круговороте веществ и энергии:

А) Продуценты (производители) – автотрофные организмы, создающие в процессе фотосинтеза органические вещества из неорганических за счёт использования солнечной энергии. Основным продуцентом в биосфере являются зелёные растения. Б) Консументы (потребители) – гетеротрофные организмы, питающиеся за счёт автотрофных. К консументам первого порядка относятся, например, некоторые рыбы, питающиеся фитопланктоном, травоядные животные; к консументам второго порядка – хищники и паразиты растительноядных организмов. В природе встречаются также консументы третьего и четвёртого порядков, но, как правило, в цепях питания бывает не более шести звеньев.

В) Редуценты (восстановители) – организмы, разлагающие мёртвое органическое вещество и возвращающие неорганические вещества в окружающую среду. К ним относятся бактерии и грибы.

2. Неорганические вещества, которые включаются в круговороты веществ (С, N2, S, P, O2, H2O и др.).

3. Органические соединения, связывающие живую (биотическую) и неживую (абиотическую) компоненты экосистемы (белки, углеводы и др.)

4. Климатический режим и другие физические факторы.

Экологический фактор – элемент среды, оказывающий существенное влияние на живой организм.

Экологические факторы принято делить на:

факторы неживой среды (например, климатические: температура, влажность и т.п.);

биотические – факторы живой среды, связанные с влиянием живых существ; антропогенные – факторы, возникающие в результате деятельности человека.

3) Антропогенный производственный фактор (АПФ) – фактор, способный вызвать негативные изменения здоровья человека, непосредственно занятого в производственном процессе, и антропогенные изменения окружающей среды, подверженной воздействию данного производственного процесса.

ИХ МОЖНО РАЗДЕЛИТЬ НА 3 ГРУППЫ:

А) Факторы, оказывающие прямое воздействие на окружающую среду в результате внезапно начинающейся, интенсивной и непродолжительной деятельности. (НАПРИМЕР: прокладка автомобильной или железной дороги через тайгу)

Б) Косвенное воздействие через хозяйственную деятельность долговременного характера и малой интенсивности. (НАПРИМЕР: Загрязнение окружающей среды газообразными и жидкими выбросами завода)

В) Комплексное воздействие вышеперечисленных факторов, приводящее к медленному изменению окружающей среды. В результате в измененном ландшафте остаются лишь растения и животные. (НАПРИМЕР: хвойные деревья заменяются в тайге мелколиственными породами)

Основные экологические законы

Закон незаменимости биосферы: биосфера – это единственная система, обеспечивающая устойчивость среды обитания при любых возникающих возмущениях. Её не в состоянии заменить созданная человеком техносфера.

Закон минимума: выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей.

Закон толерантности: лимитирующим фактором процветания организма может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия, диапазон между которым определяет величину выносливости (толерантности) организма к данному фактору.

Закон ноосферы Вернадского: биосфера неизбежно должна перейти в ноосферу, т.е. в такую сферу, в которой человеческий разум играет доминантную роль в развитии системы "человек-природа".

4) Промышленная токсикология – наука, изучающая действие на организм химических факторов (вредных веществ) с целью создания безвредных и безопасных условий на производстве.

Основные задачи промышленной токсикологии:

• гигиеническое нормирование содержания вредных веществ в объектах производственной среды и биосредах;

• гигиеническая экспертиза токсических веществ;

• гигиеническая стандартизация сырья и продуктов.

Классификация ядов:

- по характеру воздействия на организм человека (общетоксическое, раздражающее, сенсибилизирующее, канцерогенное, мутагенное, влияющее на репродуктивную функцию);

- по пути проникновения в организм (действие через дыхательные пути, пищеварительную систему, кожный покров);

- по химическим классам соединений (органические, неорганические, элементоорганические и др.);

- по степени токсичности (чрезвычайно токсичные, высокотоксичные, умеренно токсичные, малотоксичные);

- по степени воздействия на организм (вещества чрезвычайно опасные, вещества высокоопасные, вещества умеренно опасные, вещества малоопасные).

5) Токсикология (от греч. toxikos – яд) – наука, изучающая законы взаимодействия вредных химических веществ (ядов) и живых организмов.

Яд (ксенобиотик – от греч. xenos – чужой, bios – жизнь) – это химическое вещество, которое при соприкосновении с живыми организмами в определённых условиях среды обитания и в определённых количествах способно оказывать повреждающее влияние на организмы, вплоть до их гибели.

Токсичность – способность химического вещества оказывать вредное воздействие при взаимодействии с живыми организмами.