183. Биосфера
Со времени возникновения жизни на Земле образовалась особая оболочка, которая заселена живыми организмами или носит следы их жизнедеятельности. Эта область распространения жизни была названа биосферой (Зюсс, 1875 г.). Разработал учение о биосфере, как глобальной системе нашей планеты, в которой основной ход геохимических и энергетических превращений определяется живым веществом, Владимир Иванович Вернадский ("Биосфера" 1926 г,). Только в биосфере имеется жизнь, и только биосфера способна улавливать и использовать солнечную энергию. В биосферу входят: воздушная оболочка - нижняя часть атмосферы (тропосфера), твёрдая оболочка - верхний слой литосферы, и водная оболочка - гидросфера. Наиболее густо заселён узкий слой биосферы (плёнка жизни) на границе атмосферы и литосферы, а также верхняя часть гидросферы. Воздушная оболочка.Верхняя граница жизни в атмосфере доходит до высоты около 22 км. (20-25), где ещё обнаруживаются живые организмы, занесенные восходящими потоками воздуха. Именно на этой высоте находится максимальная концентрация озона. Все живое, поднявшееся выше за озоновый экран, уничтожается жестким ультрафиолетовым (коротковолновым) излучением. Своему существованию озоновый слой обязан деятельности фотосинтезирующих растений (выделение кислорода) и действию на кислород ультрафиолетовых лучей. Он защищает все живое на Земле от губительного действия этих лучей. Химический состав атмосферы регулируется деятельностью живых организмов и протеканием геохимических процессов на планете. Из четырех основных газов атмосферы (азот - 78%, кислород - 21%, углекислый газ - 0,03%, аргон - 0,9%) только аргон не связан с жизнедеятельностью организмов. Водная оболочка - гидросфера. Гидросфера занимает 70% поверхности Земли. Нижняя граница жизни определяется глубиной мирового океана и достигает 11 км. Химический состав гидросферы формируется под действием организмов непосредственно или опосредовано. 96,5% воды гидросферы сосредоточено в океанах, 1,7% это льды, 1,7% подземные воды и др. Пресной воды в гидросфере всего 2,8%, из них 62% сосредоточено в Антарктиде в виде льда. Твердая оболочка - верхняя часть литосферы. Максимальное количество организмов литосферы сосредоточено в почве, максимальной толщиной всего в несколько метров. Исходным материалом для почвообразования служат поверхностные слои горных пород, которые подвергаются действию климатических факторов, микроорганизмов, растений и животных. Разрушение пород, плюс отмирание и разложение животных и растений приводит к аккумулированию биогенных элементов и накоплению неполностью разложившихся органических веществ (гумус). Эти процессы формируют почву. Вследствие движения земной коры, в литосфере жизнь обнаружена до глубины 7500 м. Органогенное происхождение в литосфере имеют: карбонатные породы (известняки, доломиты, мрамор, мел), кремнистые породы (диатомит), каустобиолиты (угли, горючие сланцы, нефть, газ, асфальты, торфы, са- пропели) и другие ископаемые (марганцевые, железные, сернистые руды, фосфориты и др.). Компоненты биосферы. В состав биосферы входят: живое вещество (термин предложен В.И.Вернадским) - совокупность всех организмов в целом (биомасса планеты) и неживое вещество. Последнее включает: Биогенное вещество - создается и преобразуется в процессе жизнедеятельности организмов, биологически неактивно (газы атмосферы, каменный уголь, нефть, сланцы, известняки и т.д.); Биокосное вещество - результат совместной деятельности живых организмов и абиогенных процессов (Пр.: почва); Косное вещество - образуется без участия живых организмов (например, в результате извержения горных пород); Радиоактивное вещество; Рассеянные атомы; Вещество космического происхождения (метеориты, космическая пыль). Живое вещество составляет 0,01% массы земной коры. Распределение живых организмов на поверхности Земли неравномерно. Масса живого вещества поверхности суши составляет 99,87%, соответственно водной среды 0,13%. Биомасса растений 99%, животных 1%. Человечество от всей биомассы составляет 0,0002%. Биотический круговорот. Живое и неживое в биосфере находятся в по-стоянном взаимодействии и изменении. Совершается непрерывный круговорот химических элементов - биогенная миграция атомов, наибольший удельный вес в этом процессе принадлежит живому веществу. Биотический круговорот веществ обеспечивал баланс между автотрофами и гетеротрофами в экосистемах в течение многих миллионов лет, формируя стабильные сообщества (рис. 24).
Источником энергии в круговороте веществ является энергия Солнца. Один и тот же элемент многократно используется для построения живой материи. Новый цикл круговорота никогда не является точной копией предыдущего цикла, есть какие-то, пусть малозаметные, изменения; с каждым последующим циклом отличия накапливаются и приводят к заметным изменениям. Таким образом и происходит эволюция биосферы. Основное значение имеет круговорот углерода (рис. 25), азота, кислорода и др. Благодаря круговоротам обеспечивается непрерывность процессов в биосфере.
184.Современное состояние биосферы.
Эволюция биосферы на современном этапе должна привести к формированию качественно нового её состояния - ноосферы, сферы разумного взаимодействия человека и природы. Ноосфера выходит за рамки биосферы Земли и становится сферой Солнечной системы, так как человек всё глубже осваивает космические просторы. Сейчас только начальный этап рождения ноосферы, человек только учится целенаправленному, разумному воздействию на биосферу. На этом пути сделаны уже первые шаги. Запрещены испытания ядерного оружия в атмосфере и гидросфере. Приняты соглашения по очистке мирового океана от нефти. Приняты ограничения выброса многих химических веществ во внешнюю среду. Созданы национальные парки, заказники, биосферные заповедники. Созданы международные организации при ООН, ЮНЕСКО и ЮНЕП, координирующие и направляющие усилия разных стран в этом направлении. Объявлен "Всемирный день охраны окружающей среды" - 5 июня. Но эти и другие мероприятия - только первые робкие шаги на пути сохранения гомеостаза биосферы. + основные экологические проблемы.
185. Воздействие на гидросферу.
Основными прямыми антропогенными воздействиями на гидросферу являются: строительство крупных водохранилищ, оросительных каналов, систем переброски воды; водозабор поверхностных и подземных вод для промышленного производства, орошения земель, а также для коммунального хозяйства; сбрасывание в реки, моря и океаны сточных вод, содержащих загрязняющие вещества.
Косвенно на водный баланс территории и состояние природных вод влияют: вырубка лесов и повсеместное распахивание земель при сельскохозяйственном освоении территории; применение в земледелии удобрений и ядохимикатов; выбросы в атмосферу загрязняющих веществ, что приводит к загрязнению атмосферных осадков, а также поверхностных и подземных вод.
186. Химическое загрязнение окружающей среды.
Промышленное загрязнение. Из всех видов химических производств наибольшее значение дают те, где используются или изготавливаются лаки и краски. Лаки и краски содержат большой процент растворителя, что очень вредно для окружающей среды.
Выбросы антропогенных органических веществ в производствах, связанных с применением лаков и красок, составляет 350 тысяч тонн в год.
Транспортное загрязнение. Вторе место по загрязнению окружающей среды занимает транспорт, особенно автомобильный. Сжигание автотранспортом ископаемого топлива повышает концентрации CO, NO,CO2, углеводородов, тяжелых металлов и твердых частиц в атмосфере, он же дает твердые отходы (покрышки и сам автомобиль после выхода из строя) и жидкие (обработанные масла, мойка и т.д.).На долю автомобилей приходится 25% сжигаемого топлива. За время эксплуатации, равное 6 годам, один усредненный автомобиль выбрасывает в атмосферу: 9 тонн CO2, 0,9 тонн CO, 0,25 тонн NO и 80 кг углеводородов.
Загрязнение твердыми бытовыми отходами - форма антропогенного загрязнения, возникающая в результате складирования отходов жизнедеятельности человека.
Сельскохозяйственное загрязнение - форма антропогенного загрязнения, возникающая при применении пестицидов, сбросе отходов животноводства и других действиях, связанных с сельскохозяйственным производством.
187. Экология человека и уровни её изучения.
Экология человека — комплексная эколого-социально-экономическая отрасль знаний, где все социальные, экономические и природные условия рассматриваются как одинаково важные составляющие среды жизни человека, обеспечивающие разные стороны его потребностей.
Уровни: Локальный, региональный и Глобальный.