Растения и чистота природной среды

                                                                 КузГТУ

                                                                 Кафедра химической технологии твердого             

                                                                 топлива и экологии       

                                     Реферат по экологии              

            Тема : «Растения и чистота природной среды»                                            
 

                                                                        Выполнила студентка : Булгакова К. М.      

                                                                        Проверил преподаватель : 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                      Кемерово 2011 г.

                                                    Введение

Проблема загрязнения окружающей среды не случайно стала одной из самых злободневных проблем современности. В связи с интенсивным развитием промышленности и транспорта в атмосферу, гидросферу и почву поступает все большее количество вредных веществ. Каковы же пути решения проблемы защиты окружающей среды от токсических примесей? Надо смотреть правде в глаза: невозможно превратить нашу Землю в сплошной заповедник, остановить технический прогресс. Еженедельно население земного шара увеличивается на 1 млн 400 тыс. чело век. Ученые предсказывают, что к концу второго тысячелетия население земного шара достигнет шести миллиардов человек. Это население нужно прокормить, обеспечить одеждой и жилищем. Люди нуждаются во все большем количестве полезных ископаемых, в создании новых производств. Таким образом, возврат к первобытной не тронутой природе невозможен. Как же сохранить в чистоте воздушный и ВОДНЫЙ бассейны, почву? Существуют различные подходы к решению данной проблемы. Она находится в последнее время в центре внимания мировой общественности. Важное :значение указанной проблеме придается и в нашей стране. Один из основных путей улучшения окружающей человеческой среды связан с усовершенствованием технологии, с прекращением поступления вредных веществ в воздушный и водный бассейны, а также в почву. Этот путь спряжен с созданием систем очистки отходов промышленности, с установкой более совершенных фильтров и т. д. Однако этот путь не может быть единственным. Предположим, что на предприятиях мы создали самые совepшенные системы очистки. Тем не менее природная среда будет продолжать загрязняться в результате, например, попадания :в нее продукции химической промышленности :вследствие ее плохой упаковки, транспортировки, и неумеренного использования.  уместно отметить всевозрастающую роль сельского хозяйства в загрязнении природной среды. Постоянно увеличивающиеся темпы использования в сельском хозяйстве минеральных удобрений, химических кормовых добавок, химических средств защиты растений приводят к такому загрязнению окружающей среды, с которым трудно бороться.. Очистка воздуха и воды невозможна без затраты энергии. Между тем производство энергии на тепловых станциях также сопряжено с загрязнением окружающей cpeды. К тому же извлечение загрязняющих веществ из атмосферы и гидросферы сопряжено с их последующим захоронением, т. е. с загрязнением определенной зоны окружающей среды. Одним из крупнейших источников загрязнения среды является автомобильный транспорт, ocoбенно в наиболее населенных городах мира .Автомобили выделяют в воздух более 200 различных веществ, многие из которых представляют опасность для здоровья людей. Переход к массовому электротранспорту не может быть осуществлен быстро. На пути широкого использования электромобилей стоит целый ряд проблем: отсутствие эффективных и дешевых аккумуляторов, растущий дефицит цветных металлов, нехватка электроэнергии, недостаточная изученность проблемы влияния электрического поля наводителей электромобилей и т. д. Вот почему наряду с совершенствованием очистных coоружений, со всемерным ограничением поступления в окружающую среду токсических веществ, необходимо усилить работы, связанные с их удалением из природной среды. И здесь нам на помощь приходят наши друзья растения. Растения являются основой существования жизни на 3емле. В процессе фотосинтеза из углекислого газа и воды ими создаются органические вещества, которые служат продуктами питания человека, сырьем для промышленности и строительства, "кормом животных. Растения защищают почву от ветровой эрозии, принимают участие в регулировании круговорота воды на нашей планете, оказывают влияние на климат. 3а последние годы все более отчетливо вырисовывается еще одна исключительно важная функция растений очистка природной среды от всевозрастающего количества загрязнителей. Подобно фильтру они очищают воздух от пыли, сажи и вредных газов. Таким образом, сдвиги в экологической обстановке явились основой принципиально новых звеньев в биологическом круговороте на нашей планете. В данном процессе растения играют первостепенную роль, и ничто не может заменить их деятельности. Нужно иметь в виду, что растения сами по себе в сильной степени страдают от загрязнения окружающей среды. 3адача ученых заключается в том, чтобы выяснить механизмы устойчивости растений к вредным веществам и разработать мероприятия, направленные на защиту растений от токсических примесей.  
 

1. Влияние основных  загрязнителей природной  среды на растения

Основными источниками загрязнения атмосферы являются электростанции, работающие на угле, предприятия угольной, металлургической и химической промышленности, цементные, известковые, нефтеперерабатывающие и другие заводы, отопительные системы, а также транспорт. В последние годы пальма первенства в загрязнении атмосферы больших городов переходит к автомобильному транспорту. Ядовитые вещества могут попадать в атмосферу не только в результате работы транспорта, промышленных и отопительных установок. Нередко они становятся достоянием природной среды из-за аварий на химических заводах. Несколько лет назад в итальянском городе Севезо произошла утечка газов в результате взрыва на химическом заводе «Икмеза». Атмосфера, вода и почва были отравлены диоксином, вызывающим у людей и животных тяжелые заболевания кожи, внутренних оргапов и нервной системы. В Севезо и в окружающих населенных пунктах сотни людей попали в больницы. Специалисты высказывают опасения, что последствия трагедии в Севезо могут сказываться еще в течение ряда лет, поскольку некоторые заболевания, вызываемые диоксином носят скрытый характер, проявляющийся, в частности: в виде врожденных пороков у детей тех, кто оказался пoдвергнутым воздействию ядовитого газа. Большую опасность представляет попадание в при родную среду ядовитых веществ в процессе проведения военных операций. Среди веществ, загрязняющих воздух, особенно большое значение имеют двуокись серы, озон, окислы азота, сероуглерод, сероводород, аммиак, этилен, а также твердые пылевые частицы (копоть, пепел, цементная, , каменная и угольная пыль, частицы, содержащие металлы и их соединения, и др.). Сильное загрязнение испытывает не только воздушный, но и водный бассейн. Загрязнение океанов, морей, рек, озер, прудов в последнее время стало весьма острой проблемой. Следует отметить, что cyществует постоянная связь между атмосферой и гидросферой: загрязненные воздушные массы являются важным источником загрязнения водоемов.3аrрязнение морей и океанов осуществляется различными путями:

1. В результате  поступления промышленных и сточных вод непосредственно в море или с речным стоком.

2. Поступление  с суши различных веществ используемых в сельском и лесном хозяйствах, других видах xoзяйственной деятельности.

3. Преднамеренное  захоронение в море загрязняющих веществ.

4. Утечки различных веществ в процессе судовых операций.

5. Аварийные  выбросы с судов и из подводных  трубопроводов.

6. При разработке  полезных ископаемых на морском дне.

7. Путем переноса  загрязняющих веществ в атмосферу.

В настоящее  время загрязнение окружающей среды носит глобальный характер. Оно охватывает атмосферу, гидросферу и почву.

Значение  растений в природе и жизни человека  

      Растения  являются первоисточником существования, процветания и развития жизни  на Земле и в первую очередь  благодаря их свойству осуществлять фотосинтез. Фотосинтез протекает практически повсеместно на нашей планете, в связи с чем суммарный эффект его колоссален. В процессе фотосинтеза зеленые растения из углекислого газа и воды создают органические вещества , служат источником ценных продуктов питания (зерна, овощей, плодов и т. д.), сырья для промышленности и строительства.

      Формирование  газового состава атмосферного воздуха, как известно, также находится  в прямой зависимости от растений. Зеленые растения в процессе фотосинтеза выделяют около 5×10¹¹ т свободного кислорода в год. Один гектар кукурузы выделяет за год 15 т кислорода, что достаточно для дыхания 30 человек. Весь кислород атмосферы проходит через зеленое вещество примерно за 2000 лет. За 300 лет растения усваивают столько углерода, сколько его содержится в атмосфере и водах. Годовая химическая энергия продуктов фотосинтеза в 1000 раз превышала выработку энергии в конце XX в. всеми электростанциями мира. Установлено, что растения Земли в процессе фотосинтеза ежегодно образуют более 177 млрд т органического вещества.

      Растения  участвуют в образовании гумуса, который является самой существенной частью почвы, обеспечивает ее высокое  плодородие. Помимо углерода, водорода и кислорода в состав молекул  многих органических веществ входят атомы азота, фосфора, серы, а нередко и других элементов (железа, кобальта, магния, меди). Все они добываются растениями из почвы или водной среды в виде ионов солей, главным образом, в окисленном виде. Минеральные соли не вымываются из поверхностных слоев почвы, так как растительность постоянно всасывает часть минеральных веществ из почвы и передает их животным на корм. Животные, так же как растения, после отмирания передают минеральные вещества обратно в почву, откуда они вновь всасываются растениями'. Растения в процессе вымывания как бы изымают минеральные соли и постоянно поддерживают содержание их в почве, что является важным для ее плодородия.

      Растительность  оказывает большое влияние на климат, водоемы, животный мир и другие элементы биосферы, с которыми она тесно взаимосвязана. От характера растительности во многом зависит и характер биоценоза, экосистемы, их морфологическая и функциональная структура, биогеоценотическая деятельность компонентов. Велико значение растительности в жизни человека. Прежде всего растительность представляет необходимую среду жизни людей. Дикорастущая флора является неоценимым генетическим фондом в селекционной работе при создании новых сортов сельскохозяйственных культур. По Н.М. Черновой и др. (1995) большая часть растений, которые обеспечивают сегодня около 90% продовольствия в мире, появились путем окультирования диких растений.

      Сотрудниками  Всероссийского института растениеводства (ВИР) установлено наличие в России около 600 диких видов, являющихся сородичами культурных растений. Многие из них послужили базой для выведения более 1500 новых сортов.

      На  протяжении многих веков человек  добывает из растений многообразные лекарственные вещества, которые так необходимы в медицинской и ветеринарной практике. На современном мировом рынке находятся в обращении продукты свыше 1000 видов лекарственных растений. Среди них препараты из корня жизни — женьшеня, элеутерококка, ландыша майского, горицвета весеннего. 

             Роль растений в детоксикации вредных загрязнителей                           окружающей среды

Определить с помощью растений степень загрязненности воздуха и воды вредными веществами значит решить только часть проблемы охраны окружающей среды. Каким образом можно избавиться от вредных примесей? Здесь человеку на помощь вновь приходят растения. Борьба с загрязнением атмосферы и гидросферы должна вестись прежде вceгo с помощью технологических приемов. Однако применение даже очень совершенных фильтров не может полностью предотвратить поступление в окружающую среду вредных веществ. Кроме тoгo, технологические усовершенствования часто нейтрализуются ростом числа объектов, загрязняющих окружающую среду. В связи с этим наряду с технологичесними способами борьбы с загрязненностью атмосферы и гидросферы должен шире применяться биологический метод. Растения призваны дополнять технологические способы борьбы с запыленностью и задымленностью атмосферы, осуществлять очистку сточных вод.

Растения очищают  атмосферу 

Способность растений очищать атмосферу от вредных примесей определяется прежде всего тем, насколько интенсивно они их поглощают. Исследования  показали, нaпример, что наибольшей газопоглотительной способностью обладают снежноягодник и кapaгaнa древовидная. При изучении газопоглотительной способности листьев необходимо различать понятия интенсивности и емкости газопоглощения. Под интенсивностью газопоглощения понимают количество газа, поглощенное растением в единицу времени. Емкость газопоглощения это количество газа, которое растение поглощает за весь период вeгетации. В некоторых случаях в листьях растений обнаруживается невысокая концентрация тoгo или иного фитотоксиканта. Это может быть связано не с низкой интенсивностью газопоглощения, а с более быстрой eгo ассимиляцией и с оттоком ассимилянтов в другие органы. Растения осуществляют детоксикацию вредных вeществ различными способами. Некоторые из них связываются цитоплазмой растительных клеток и становятся благодаря этому не активными. Другие подвергаются превращениям в растениях до нетоксических продуктов которые иногда включаются в метаболизм растительных клеток и используются для нужд растений. Обнаружено также, что корневые системы растений выделяют некоторые вредныe вещества, поглощенные надземной частью растений, например серосодержащие соединения . Различные биоценозы играют неодинаковую роль в очистке атмосферы от вредных примесей. Один гектар леса производит газообмен в 310 раз более интенсивно, чем полевые культуры, занимающие аналогичную площадь. Высокая эффективность леса в очистке окружающей среды от вредных примесей связана отчасти с рассеиванием ядовитых шазов в воздухе, поскольку в лесу течение воздуха поверх неровных древесных крон способствует изменению характера потоков в самой нижней части aтмосферы.

                          Растения очищают гидросферу

Растения очищают  не только воздух, но и воду. При сравнительно небольшом загрязнении водоемы обладают способностью к самоочищению. Под самоочищением понимают совокупность всех процессов, направленных на восстановление первоначальногo химического состава и свойств воды. Так, например, сразу же у выходного отверстия гoродских коллекторов обычно довольно высокие концентрации нечистот, однако через несколько километров ниже их сброса вода бывает довольно чистой. Самоочищение представляет собой сложное явление, в котором можно выделить ряд процессов: физических, химических и биологических. Среди физических факторов, способствующих самоочишению водоемов, первостепенное значение имеет разбавление, растворение и перемешивание поступающих в водоемы загрязнителей. Химические факторы самоочищения окисление органических и неорганических веществ. Одним из важнейших компонентов самоочищения является использование веществ, загрязняющих воду, живыми организмами (бактериями, водорослями, плесневыми и дрожжевыми грибами и т. п.). Этот процесс составяет основу так называемого биологическогo самоочищения. Биологическое самоочищение включает ряд последовательных этапов:

1) использование веществ сточных вод гeтеротрофными микроорганизмами;

2) рост и размножение  зоопланктона и зообентоса за  счет бактерий, взвешенного и paстворенного органического вещества;

3) развитие водорослей и стимулирование процесса фотосинтетической аэрации;

4) развитие высшей водной растительности.

Высшая водная растительность, препятствуя процессу автропогенного евтрофирования, способствует ликвидации последствий загрязнения водоемов. Одним из наиболее активных поглотителей вредных веществ являются бактерии. Некоторые из них окисляют органические вещества в присутствии кислорода, другие осуществляют их распад в анаэробных условиях. Весьма важно, чтобы процесс распада органических веществ осуществлялся в аэробных условиях. В отсутствие кислорода органические вещества разлагаются анаэробными микроорганизмами с образованием вредных веществ типа серо водорода, аминов, метана. Жизнедеятельность микроорганизмов, участвующих в самоочищении водоемов, зависит от температуры. Неудивительно, что в умеренной климатической зоне самоочищение реки происходит на участке 200-300 км, а на Крайнем Севере до 2000 км. Другим условием успешного протекапия процесса самоочищения воды является присутствие в воде вредных примесей в слабой концентрации. При наличии большого количества ядовитых соединений происходит гибель всех организмов, в том числе и участвующих в самоочищении воды. На способности бактерий обезвреживать вредные примеси основано их использование для биологической очистки сточных вод при помощи аэробных биохимическихпроцессов. Биологическая очистка сточных вод в естественных условиях часто осуществляется на специально подготовленных участках земли, полях орошения или полях фильтрации. На полях орошения одновременно очисткой вод выращивают кормовые сельскохозяйственные культуры или травы.