Контрольная работа по дисциплине "Экология"

   ЦЕНТРСОЮЗ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

   СИБИРСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПОТРЕБИТЕЛЬСКОЙ КООПЕРАЦИИ

   ЗАБАЙКАЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВА

   Кафедра гуманитарных дисциплин 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Контрольная работа

   По  дисциплине: Экология

   Вариант 17: 

   

1. Круговороты биогенных элементов: азота, фосфора и серы. Влияние деятельности человека на круговороты.
2. Качество окружающей среды. Понятие и типы загрязнений. Качество среды Читинской области.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Выполнил: студент 1 курса ПИ-09-017ч

     Жуков Артём Александрович 

     Проверил: ______________________

    ________________________________ 

     
 
 

   Чита 2011

   СОДЕРЖАНИЕ 
 

1. Круговороты биогенных элементов: азота, фосфора и серы. Влияние деятельности человека на круговороты …….……….....................................3

2. Качество окружающей среды. Понятие и типы загрязнений. Качество среды Читинской области……………………………..…………….………13

    3. Список использованной литературы …………………………….. ……..21 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Круговороты биогенных элементов: азота, фосфора  и серы

        

   Деятельность  живых организмов сопровождается извлечением из окружающей их неживой природы больших количеств минеральных веществ. После смерти организмов составляющие их химические элементы возвращаются в окружающую среду. Так возникает биогенный круговорот веществ в природе, т.е. циркуляция веществ между атмосферой, гидросферой, литосферой и живыми организмами.

   Приведём  некоторые примеры.

   Круговорот  азота

     Несмотря на величайшую сложность,  этот круговорот осуществляется  быстро и беспрепятственно. Воздух, содержащий 78% азота, одновременно служит и огромным вместилищем и предохранительным клапаном системы. Он беспрерывно и в разных формах питает круговорот азота.

   Цикл  азота состоит в следующем. Его  главная роль заключается в том, что он входит в состав жизненно важных структур организма - аминокислот белка, а также нуклеиновых кислот. В живых организмах содержится примерно 3% всего активного фонда азота. Растения потребляют примерно 1% азота; время его круговорота составляет 100 лет.

   От  растений-продуцентов азотосодержащие  соединения переходят к консументам, от которых после отщепления аминов от органических соединений азот выделяется в виде аммиака или мочевины, а мочевина затем также превращается в аммиак (вследствие гидролиза).

     Круговорот  азота

   В дальнейшем в процессах окисления  азота аммиака (нитрификации) образуются нитраты, способные ассимилироваться корнями растений. Часть нитритов и нитратов в процессе денитрификации восстанавливается до молекулярного азота, поступающего в атмосферу. Все эти химические превращения возможны в результате жизнедеятельности почвенных микроорганизмов. Эти удивительные бактерии - фиксаторы азота - способны использовать энергию своего дыхания для прямого усвоения атмосферного азота и синтезирования протеидов. Таким путем в почву ежегодно вносится около 25 кг азота на 1 га.

   Но  самые эффективные бактерии живут  в симбиозе с бобовыми растениями в клубеньках, развивающихся на корнях растений. В присутствии молибдена, который служит катализатором, и  особой формы гемоглобина (уникальный случай у растений) эти бактерии (Rhizobium) ассимилируют громадные количества азота. Образующийся (связанный) азот постоянно диффундирует в ризосфере (часть почвы), когда клубеньки распадаются. Но еще азот поступает в наземную часть растений. Благодаря этому бобовые исключительно богаты протеинами и очень питательны для травоядных. Годовой запас, таким образом накапливаемый в культурах клевера и люцерны, составляет 150-140 кг/га.

   Помимо  бобовых такие бактерии живут  на листьях растений (в тропиках) из семейства Rublaceae, а также актиномицеты - на корнях ольхи, фиксирующие азот. В водной среде - это синие водоросли.

   Итак, азот из разнообразных источников поступает  к корням в виде нитратов, абсорбируется  корнями и трансформируется в  листья для синтеза протеинов. Протеины служат основой азотного питания животных, а также пищей некоторых бактерий (паразитов). Организмы, разлагающие органическое вещество после смерти, переводят азот из органических соединений в минеральные. Каждая группа биоредуцентов специализируется на каком-либо одном звене этого процесса. Цепь заканчивается деятельностью аминообразующих организмов, образующих аммиак (NН3), который далее входит в цикл нитрификации: Nitrosomonas окисляет его до нитритов, а Nitrobarter окисляет нитриты в нитраты.

   С другой стороны, бактерии-денитрификаторы разлагают нитраты, освобождают N2, который улетучивается в атмосферу. Но этот процесс не очень опасен, так как разлагает примерно 20% общего азота, и то лишь на почвах, очень удобренных навозом (примерно 50-60 кг азота 1 га).

   Круговорот  азота в настоящее время подвергается сильному воздействию со стороны человека. С одной стороны, массовое производство азотных удобрений и их использование приводит к избыточному накоплению нитратов. Азот, поступающий на поля в виде удобрений, теряется из-за отчуждения урожая, выщелачивания и денитрификации. 

   С другой стороны, при снижении скорости превращения аммиака в нитраты аммонийные удобрения накапливаются в почве. Возможно подавление деятельности микроорганизмов в результате загрязнения почвы отходами промышленности. Однако эти процессы носят локальный характер. Гораздо большее значение имеет поступление оксидов азота в атмосферу при сжигании топлива на ТЭЦ, транспорте, заводах («лисий хвост»). В промышленных районах их концентрация в воздухе становится очень опасной. Под воздействием излучения происходят реакции органики (углеводородов) с оксидами азота с образованием высокотоксичных и канцерогенных соединений. 

   Круговорот  фосфора

   Фосфор  совершает круговорот в наземных экосистемах в качестве важной и  необходимой составной части цитоплазмы: биоредуценты минерализуют органические соединения фосфора из отмерших организмов в фосфаты, которые вновь потребляют корни растений. Громадные запасы фосфора, накопившиеся за прошлые геологические эпохи, содержат горные породы; в процессе разрушения эти породы отдают фосфаты наземным экосистемам; однако значительные количества фосфатов оказываются вовлеченными в круговорот воды, когда происходит их выщелачивание водой и вынос в моря и океаны. Здесь они обогащают соленые воды, питают фитопланктоны и связанные с ним пищевые цепи. Затем вместе с отмершими остатками фосфаты погружаются в океанические глубины, часть теряется в глубинных отложениях, часть возвращается на землю с помощью морских птиц. Здесь имеется в виду гуано, огромные залежи которого на побережье Перу указывают на то, что некогда морские птицы играли бóльшую роль в его накоплении, чем теперь. Возврат фосфора возможен еще и благодаря рыболовству. Рыбу во всем мире используют в качестве удобрения (рыбная мука), в том числе под посевы риса. Считают, что каждый год таким образом возвращается в круговорот 60 тыс. тонн фосфора, что далеко не компенсирует расход тех 2 млн. тонн фосфатов, которые ежегодно добываются из залежей и быстро выщелачиваются при использовании в качестве удобрений.

   Рано  или поздно, это становится тревожным  и опасным. Фосфор - это слабое звено  в жизненной цепи, обеспечивающей существование человека.

   

   Упрощенная  схема круговорота фосфора 

   Круговорот  серы

   Круговорот  серы также тесно связан с живым  веществом. Сера в виде SO2, SO3, H2S и элементарной серы выбрасывается вулканами в атмосферу. С другой стороны, в природе в большом количестве известны различные сульфиды металлов: железа, свинца, цинка и др. Сульфидная сера окисляется в биосфере при участи многочисленных микроорганизмов до сульфатной серы SO42 почв и водоемов. Сульфаты поглощаются растениями. В организмах сера входит в состав аминокислот и белков, а у растений, кроме того, - в состав эфирных масел и т.д. Процессы разрушения остатков организмов в почвах и в илах морей сопровождаются очень сложными превращениями серы. При разрушении белков при участии микроорганизмов образуется сероводород. Далее сероводород окисляется либо до элементарной серы, либо до сульфатов. В этом процессе участвуют разнообразные микроорганизмы, создающие многочисленные промежуточные соединения серы. Известны месторождения серы биогенного происхождения. Сероводород может вновь образовать "вторичные" сульфиды, а сульфатная сера создает гипс. В свою очередь сульфиды и гипс вновь подвергаются разрушению, и сера возобновляет свою миграцию.  
 

   

   Круговорот  серы 
 
 
 
 
 

   Влияние деятельности человека на круговороты

   Проблемы  народонаселения и ресурсов биосферы тесно связаны с реакциями  окружающей природной среды на антропогенные  воздействия. Естественное экологически сбалансированное состояние окружающей среды обычно называют нормальным. Это состояние, при котором отдельные группы организмов биосферы взаимодействуют друг с другом и с абиотической средой без нарушения равновесия круговоротов веществ и потоков энергии в пределах определённого геологического периода, обусловлено нормальным протеканием природных процессов во всех геосферах.

   Круговороты веществ и энергии в биосфере характеризуются определёнными  количественными параметрами, которые квазистатичны и специфичны для данного геологического периода и для каждого элемента земной поверхности в соответствии с их географией. Обычно в качестве основных параметров, характеризующих состояние окружающей природной среды, выделяют следующие:

   1. Энергетический:

   2. Водный:

   3. Биологический:

   4. Биогеохимический:

   Эти параметры состояния окружающей среды могут быть количественно  определены экспериментальным путём  для каждой точки, района, крупного региона, природной зоны или ландшафтно-географического пояса, наконец, для земного шара в целом; они количественно характеризуют состояние и пространственную неоднородность среды.

   Геохимический параметр состояния окружающей среды  также существенно изменился, особенно в отношении биологического и  геологического круговоротов. Под влиянием человеческой деятельности происходят большие изменения в распределении химических элементов в биосфере, природная и антропогенная трансформация веществ, а также переход химических элементов из одних соединений в другие. Природный биологический круговорот веществ нарушен человеком на площади, достигающей почти половины всей поверхности суши: антропогенные пустыни, индустриальные и городские земли, пашни, сады, вторичные низко продуктивные леса, истощённые пастбища и т.д.

   Нарушению геологического круговорота веществ способствовали такие факторы:

   1. Эрозия почвенного покрова и  возрастания твёрдого стока в  океан;

   2. Перемещение огромных масс земной коры;

   3. Извлечение из недр значительных  количеств руд, горючих и других  ископаемых;

   4. Перераспределение солей в почвах, грунтовых и речных водах под  влиянием оро-шаемого земледелия;

   5. Применение минеральных удобрений  и ядохимикатов;

   6. Загрязнение среды сельскохозяйственными,  промышленными и коммунальными  от-ходами;

   7. Поступление в природную среду энергетических загрязнений.

   Таким образом, исследование изменений параметров состояния окружающей природной  среды (хотя и на качественном уровне) позволяет сделать вывод об отсутствии в настоящее время глобального  экологического кризиса. В то же время есть все основания считать теперешнее состояние биосферы нарушенным и аномальным. Такое состояние может перейти в кризисное, если человечество не проведёт специальные мероприятия по оздоровлению окружающей его среды.