Курс лекций по дисциплине «Экологические основы природопользования» Преподаватель: Салин С. Г

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ КОЛЛЕДЖ АРХИТЕКТУРЫ И СТРОИТЕЛЬСТВА №7 Курс лекций по дисциплине «Экологические основы природопользования» Преподаватель: Салин С.Г. Москва, 2012г. ОГЛАВЛЕНИЕ Введение………………………………………………………………………….3 Глава 1. Основные учения о биосфере…….…………………………………5 Биосфера и ее границы………………………………….………………...5 Понятие об экосистемах……………………….………………………….6 Живое вещество и его особенности…………………….………………..8 Глава 2. Природные и сырьевые ресурсы, их использование.…………...9 2.1. Классификация природных ресурсов………………………………………9 2.2. Решение сырьевой проблемы………………………………………………11 Глава 3. Человек и биосфера. Антропогенное воздействие на окружающую среду…………………………………………………………….12 3.1. Человек – часть биосферы………………………………………………….12 3.2. Отходы и их классификация………………………………………………..13 3.3. Загрязнения и их источники………………………………………………..13 3.4. Загрязнение атмосферы…………………………………………………….14 3.5. Загрязнение гидросферы…………………………………………………....15 3.6. Загрязнение литосферы……………………………………………………..16 3.7. Сокращение площади лесов, разрушение почвы и опустынивание……..16 Глава 4. Глобальные проблемы современности…………………………...18 4.1. Рост народонаселения и продовольственная проблема…………………..18 4.2. Энергетическая проблема. Традиционные и альтернативные источники энергии……………………………………………………………….19 Глава 5. Охрана биосферы…………………………………………………….21 5.1. Здоровье человека…………………………………………………………..21 5.2. Экологический мониторинг окружающей среды…………………………23 5.3. Международно-правовая охрана окружающей среды……………………24 Список используемой литературы…………………………………………...25 Контрольные вопросы…………………………………………………………26 ВВЕДЕНИЕ Экология – наука, которая изучает законы существования организмов (живых систем) в их взаимодействии с окружающей средой. Слово «экология» происходит от сочетания двух греческих слов «ойкос» - дом и «логос» - наука. Организм (от греч. органон – живое существо) характеризуется всеми свойствами жизни. Организмы – это растения, животные (в том числе человек) и микроорганизмы. Окружающая среда – это все, что окружает организм и влияет на него. К окружающей среде относится вся природная и техногенная среда. Природная среда ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА Техногенная среда Природная среда существует на Земле независимо от человека. Она определяется совокупностью естественных условий существования организмов. Природная среда включает в себя растительный и животный мир, а также океаны, леса, горы, реки и т.д. Техногенная среда создана человеком, она включает в себя дома, производства, машины и т.д. Являясь частью природы, человек воздействует на природу и изменяет ее. Теория и практика воздействия человечества на природную среду в процессе ее хозяйственного использования называется природопользованием. Одна из самых насущных проблем человечества – проблема обеспеченности природными ресурсами. Запасы природных ресурсов не безграничны, а это значит, что для предотвращения их истощения необходимы установление гармоничного взаимодействия человечества с окружающей средой, рациональное и комплексное природопользование, поиски новых источников сырья, топлива и энергии. Компоненты (части) природной среды, которые влияют на состояние и свойства организма, называют экологическими факторами. Традиционно их делят на три группы: ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ Абиотические Биотические Антропогенные Абиотические экологические факторы – все компоненты неживой природы (свет, температура, давление, влажность, ветер, состав воздуха, воды и почвы, долгота дня и т.д.). Биотические экологические факторы – факторы, которые связаны с живым организмами, они характеризуют влияние одних организмов на другие (конкуренция, хищничество, паразитизм, сотрудничество и т.д.). Антропогенные экологические факторы связаны с влиянием деятельности человека на природную среду (загрязнение атмосферы и водной среды, вырубка леса, осушение болот, уничтожение животных и т.д.). Можно встретить и другие классификации экологических факторов. В зависимости от: • природы – абиотические и биотические; • происхождения – естественные и искусственные; • периодичности – периодические и непериодические; • времени образования и начала действия – первичные и вторичные; • среды возникновения – водные, воздушные, почвенные; • степени воздействия – лимитирующие, экстремальные, летальные; • спектра воздействия – общего, избирательного действия; • характера и состава воздействия – химические, физические, биологические, механические, информационные и др. Экологические факторы могут оказывать на организм, как и положительное, так и отрицательное влияние. Способность организма приспосабливаться к действию экологических факторов называют адаптацией. Диапазон между минимумом и максимумом экологического фактора определяет величину выносливости – толерантности. Все экологические факторы связаны между собой и влияют друг на друга. Это значит, что существует экологическое равновесие между живыми организмами и средой их обитания. ГЛАВА 1. ОСНОВЫ УЧЕНИЯ О БИОСФЕРЕ Биосфера и ее границы Жизнь на планете Земля распространения в литосфере (верхней части земной коры), в нижних слоях атмосфера (тропосфере) и в гидросфере (водной оболочке). Особая геологическая оболочка Земли, которая объединяет все формы жизни, называется биосферой. Биосферу образуют следующие компоненты: живые организмы и их среда обитания. Среда обитания как компонент биосферы состоит из нескольких геосфер: литосфера, гидросфера, атмосфера. Литосфера (от греч. литос – камень) – внешняя твердая оболочка Земли. Жизнь в литосфере распространена на глубине до 4-8 км. На этой глубине, где температура превышает +100°С, обнаружены бактерии. Литосфера содержит до 3000 разных минералов. Атмосфера (от греч. атмос – пар) – газовая ( воздушная) оболочка вокруг Земли, которая вращается вместе с ней. Верхняя граница атмосферы около 1000 км, а общая масса примерно 5×1015 т. Тропосфера (от греч. тропос – перемена) – нижний, прилегающий к поверхности Земли слой атмосферы. Ее высота составляет около 8-18 км в зависимости от широты. Состав сухого воздуха у поверхности Земли (основные компоненты): Вещество Объемная доля, % азот N2 78,084 кислород O2 20,947 аргон Ar 0,934 углекислый газ CO2 3,27×10-2 Озоновый слой – часть атмосферы с высоким содержанием газа озона O3. основная часть озонового слоя расположена на высоте 20-25км. Так как озоновый слой поглощает большую часть УФ-излучения Солнца, следовательно, он защищает все живое на Земле. Выше озонового слоя находится стратосфера. Стратосфера – следующий по высоте после озонового слой атмосферы (от 15 до 50 км). В стратосфере практически нет ничего живого. Гидросфера (от греч. гидро – вода) – водная оболочка Земли. Ее образуют все океаны, моря, реки, озера, болота, ледники, подземные воды. Масса гидросферы составляет около 1,4×1018 т. Совокупность океанов и морей называют Мировым океаном, площадь его составляет 70,8% поверхности Земли. На Мировой океан приходится 96% массы гидросферы и только примерно 3% – на пресную воду (из них ¾ составляют льды Арктики и Антарктиды). Жизнь в биосфере распределена неравномерно. Наиболее велика концентрация живого вещества на границах раздела геосфер. Например, растительные и животные организмы, которые обитают на суше, живут на границе между литосферой и тропосферой; в водной среде большинство морских животных и растений обитает в поверхностных слоях (на границе гидросферы и тропосферы) или на дне (на границе гидросферы и литосферы). Понятие об экосистемах Живые организмы делят на три группы: растения, животные и микроорганизмы. Все они связаны между собой и не могут существовать друг без друга. Совокупность растений, животных и микроорганизмов, которые совместно проживают в одних и тех же условиях среды, называют биоценозом (от греч. биос – жизнь, койнос – общий). БИОЦЕНОЗ Атмосфера, гидросфера и литосфера также взаимосвязаны между собой. Участок земной поверхности (суши или водоема) с одинаковыми условиями среды, на котором существует биоценоз, называют биотопом (от греч. биос – жизнь, топос – место). БИОТОП Живые организмы взаимодействую не только друг с другом, но и с окружающей средой и образуют с ней единое целое. Единый природный комплекс, который образован живыми организмами и средой их обитания, называют экосистемой. Биоценоз и биотоп обмениваются между собой и с окружающей средой веществом, энергией и информацией (сигналами). Совокупность биоценоза и биотопа, которая функционирует как единое целое за счет обмена веществом, энергией и информацией, называют биогеоценозом (от греч. биос – жизнь, гео – земля, койнос – общий). Биогеоценоз является наименьшей частицей биосферы. Любой биоценоз является экосистемой, но не каждая экосистема является биогеоценозом. Существуют естественные (природные) и искусственные экосистемы: Любая естественная экосистема способна к саморегулированию. Это значит, что в экосистеме во времени и в пространстве поддерживаются основные параметры, и она находится в состоянии динамического равновесия. Способность экосистемы сохранять свою структуру и функции при воздействии внешних и внутренних факторов называют стабильностью экосистемы. Принцип Ле Шателье – Брауна: при любом внешнем воздействии, которое выводит экосистему из состояния равновесия, в системе усиливаются те процессы, которые ослабляют это воздействие, т.е. система стремится вернуться в состояние равновесия. Способность экосистемы возвращаться в исходное (или близкое к нему) состояние после воздействия каких-либо факторов, которые выводят ее из равновесия, называют устойчивостью экосистемы. Правило одного процента: изменение энергии природной экосистемы в среднем на 1% выводит экосистему из состояния равновесия. Живое вещество и его особенности Живое вещество – совокупность всех организмов на планете, количество его есть величина постоянная (константа) для данного геологического времени. Общая масса живого вещества составляет около 2,4×1012 т. Живое вещество характеризуется основными свойствами. Живое вещество биосферы существует в виде индивидуальных организмов, которые имеют разные размеры: от 2×10-8 м у вирусов до 2 м у человека и более 100 м у деревьев. Живое вещество представлено большим разнообразием видов и имеет большой запас энергии. Сложные химические соединения, из которых состоит живое вещество (белки, жиры, углеводы, ферменты и др.), устойчивы только в организмах. Все живое вещество в биосфере находится в непрерывном и саморегулируемом движении. Живое вещество характеризуется следующими основными функциями: энергетической, деструктивной, концентрационной и средообразующей. Энергетическая функция выполняется растениями. Растения поглощают солнечную энергию, углекислый газ CO2 и воду H2O. В результате чего в растениях образуются различные органические вещества (глюкоза, фруктоза, сахароза, крахмал и т.д.) и выделяется газ - кислород O2. Этот процесс называется фотосинтезом (от греч. фотос – свет). Растения – главный источник кислорода для дыхания, а также пищи для людей и животных. 6CO2 + 6H2O = С6H12O6 + 6O2 + Q Все организмы экосистемы связаны пищевыми – трофическими связями. По трофическим связям организмы делят на три группы: Перенос энергии, которая содержится в растениях, через ряд других организмов в результате их поедания друг другом называется пищевой цепью. Деструктивная функция живого вещества выполняется редуцентами. Они разлагают мертвое органическое вещество и горные породы до неорганических веществ: углекислого газа CO2, воды H2O, сероводорода H2S, аммиака NH3 и т.д. Благодаря жизнедеятельности организмов-деструкторов создается плодородие почвы. Химические элементы непрерывно циркулируют в биосфере, они переходят из внешней среды в организмы и далее из организмов во внешнюю среду. Этот процесс носит название биогеохимического цикла, или круговорота веществ в биосфере. Следовательно, в любой экосистеме и в биосфере существует непрерывный круговорот веществ. Концентрационная функция живого вещества выполняется живыми организмами. Они концентрируют в себе атомы химических элементов, которые рассеяны в природе. Например, морские организмы накапливают микроэлементы, тяжелые металлы, многие из которых ядовиты (Hg, Pb, Cr и т.д.), а также радиоактивные элементы. Средообразующая функция живого вещества также выполняется живыми организмами. Живые организмы преобразуют (приспосабливают) физико-химические параметры биосферы в условия, которые благоприятны для них. Таким образом, живые организмы создали и поддерживают баланс вещества и энергии в биосфере и обеспечивают устойчивое существование организмов и человека. ГЛАВА 2. ПРИРОДНЫЕ И СЫРЬЕВЫЕ РЕСУРСЫ, ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ 2.1. Классификация природных ресурсов Природные (естественные) ресурсы – важнейшие компоненты окружающей среды, которые используют для удовлетворения материальных и культурных потребностей общества. К природным ресурсам относятся: ресурсы животного мира, земельные, лесные, водные, рекреационные, эстетические и другие. Природные ресурсы делят на две группы: неисчерпаемые и исчерпаемые. ПРИРОДНЫЕ РЕСУРСЫ Неисчерпаемые Исчерпаемые Солнечная энергия Ветер Морские приливы, текущая вода Возобновляемые Невозобновляемые Чистый воздух Пресная вода Растительный и животный мир Плодородная почва Ископаемое топливо Металлическое минеральное сырье Неметаллическое минеральное сырье Неисчерпаемые – это ресурсы, количество которых не изменяется во времени (солнечная энергия, ветер, морские приливы, текущая вода). Исчерпаемые – это ресурсы, количество которых со временем уменьшается. Они подразделяются на возобновляемые и невозобновляемые. К возобновляемым исчерпаемым природным ресурсам относятся: чистый воздух, пресная вода, плодородная почва, растительный и животный мир. К невозобновляемым исчерпаемым природным ресурсам относятся: ископаемое топливо (уголь, нефть, газ), металлическое минеральное сырье (руды: железные, медные, алюминиевые и т.д.) и неметаллическое минеральное сырье (глина, песок, фосфаты, хлориды, карбонаты и т.д.). Природные ресурсы подразделяются также на рекреационные, которые обеспечивают отдых, восстановление здоровья и трудоспособности человека и эстетические, сочетающие разные природные факторы, которые положительно действуют на духовный мир человека. Одна из важнейших проблем рационального природопользования – экономика природопользования. В задачи экономики природопользования входит как оценка эффективности мероприятий по рациональному природопользованию, так и оценка экономического ущерба при нерациональном природопользовании. Рациональное природопользование – система деятельности, обеспечивающая экономное использование природных ресурсов, их воспроизводство и сохранение при этом здоровья людей. Мировые запасы нефти в 1997 г. Оценивались в 1016 млрд баррелей. Это значит, что к 2020 г. Разведанные запасы нефти на Земле будут исчерпаны. Даже с открытием новых месторождений истощение запасов нефти отодвинется лишь на 10-20 лет. Во всех странах сейчас делаются попытки заменить нефть природным газом, используя его как топливо и как сырье для получения синтетических материалов. На химическую переработку расходуется всего 2,5% добываемого газа. Все остальное идет на производство электроэнергии и на отопление. Мировое потребление газа около 3,5 трлн м3 в год. Основной источник природного газа – газогидраты – соединения метана CH4 и воды H2O. Газогидраты залегают под океаном и в толщах вечной мерзлоты, при атмосферном давлении и обычной температуре быстро разлагаются. Природного газа в газогидратах намного больше, чем в свободном состоянии, но нет технологии его добычи со дна океана или из слоя вечной мерзлоты. Задача любого производства – превращение сырья в вещества и материалы, которые нужны человеку, при этом потери и отходы производства должны быть минимальными. Минимальным должно быть и негативное воздействие на окружающую природную среду. 2.2. Решение сырьевой проблемы Основные полезные ископаемые добывают из литосферы с глубины до 1-2 км. Самые доступные месторождения полезных ископаемых постепенно истощаются, поэтому встает необходимость переходить к разработке месторождений на большей глубине или в более труднодоступных районах. В результате добыча сырья становится дорогостоящей, кроме того, часто с увеличением количества отходов. Пути решения сырьевой проблемы: • более полная переработка сырья, минимизация отходов; • извлечение нужных элементов из все более бедных источников сырья, в том числе из отходов; • замена дефицитных видов сырья на менее дефицитные; • поиск и освоение новых источников сырья; • поиск менее энергоемких способов переработки сырья; • утилизация отходов, решение проблем охраны окружающей среды. Перспективный метод переработки сырья – геотехнология – осуществление первого звена в технологической цепи переработки сырья непосредственно в недрах. Полезные Форма (жидкость, газ) Переработка ископаемые удобная для извлечения Прямое использование На примере переработки железной руды методом геотехнологии можно проследить все этапы получения железа. Руда обработка Железо переходит летучие хлориды Восстановительные (по землей) сухим HCl в хлориды при высокой t камеры (газ) В восстановительных камерах из хлоридов с помощью водорода получают железо. Важнейшим источником природных ресурсов в будущем станет Мировой океан. Общее количество солей в воде Мирового океана около 5×1016 т. Это катионы Na+, Mg2+, Ca2+, К+; анионы Cl-, SO42-.Кроме того, вода океана также богата такими элементами, как J, Br, Zn, Cu, U, Sn, Ni, V, Mn, Ag, Au и др. Соединения некоторых металлов непрерывно осаждаются на дно океана в виде железо-марганцевых конкреций. Приблизительно ¼ массы конкреций составляют Fe и Mn, кроме того в них содержатся Ni, Co, Cu, Ti (около 1-3% каждого из этих металлов). Общая масса конкреций составляет около 1,5×1012 т. Из морской воды уже получают 60% магния, 1/3 поваренной соли, 90% мировой добычи брома. Иод получают из золы морских водорослей. В настоящее время Мировой океан дает 20% нефти и газа.

Похожие:

	Методическая разработка практикума учебной дисциплины «Экологические основы природопользования» «Экологические основы природопользования» предназначена для реализации фгос к практической подготовке выпускников учреждений среднего...		Рабочая программа учебной дисциплины «экологические основы природопользования» Учебная дисциплина «Экологические основы природопользования» является естественнонаучной и направлена на формирование у студента...
	Методическая разработка для студентов по дисциплине «экологические основы природопльзования» Данная методическая разработка призвана помочь вам в освоении дисциплины «Экологические основы природопользования»		Методические указания по изучению дисциплины Экологические основы природопользования Разработчик: Метелкина Е. С. преподаватель дисциплин общепрофессионального цикла
	Рабочая программа по дисциплине Экологические основы природопользования Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Рабочая программа по дисциплине Экологические основы природопользования Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Конспекты лекций дисциплины «Экологические основы природопользования» предназначены для студентов второго курса, обучающихся по специальности...		Методические указания и контрольные задания по дисциплине «Экологические... Изучение учебного материала должно предшествовать выполнению контрольной работы. Следует придерживаться такой последовательности...
	Конспект лекций по учебной дисциплине правовые основы природопользования... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирская государственная...		Программа самостоятельной работы студентов по дисциплине «экологические... ХХв был достигнут человечеством за весь предыдущий исторический период развития. Это значит, что оббьем хозяйственной деятельности...
	Аннотация оп. 04 Экологические основы природопользования Рабочая программа учебной дисциплины является частью рабочей основной профессиональной образовательной программы в соответствии с...		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Арустамов, Э. А. Экологические основы природопользования : учебник / Э. А. Арустамов. – М.: Дасинов и К, 2007. – 316 с
	Курс лекций по дисциплине «Уголовно-исполнительное право» для специальности 030503 Правоведение Данный курс лекций рассчитан на 50 часов для базового уровня профессионального образования и един для всех форм обучения		Естествознание. Экология Арустамов, Э. А. Экологические основы природопользования [Текст]: учебник для среднего профессионального образования/Э. А. Арустамов,Н....
	Программа и курс лекций по дисциплине «История мировой литературы и искусства» Программа и курс лекций по дисциплине «История мировой литературы и искусства» для студентов факультета связи с общественностью заочного...		Основы рационального природопользования: учеб пособие / Е. Р. Магарил.... Природные ресурсы как объект экономики природопользования. Классификация природных ресурсов