Реферат: Экосистема

ГОРОДСКИЕ И ПРОМЫШЛЕННЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ

Общая характеристика городских экосистем.

Городские экосистемы гетеротрофны, доля солнечной энергии, фиксированная

городскими растениями или солнечными батареями, расположенными на крышах

домов, незначительна. Основные источники энергии для предприятий города,

отопления и освещения квартир горожан расположены за его пределами. Это -

месторождения нефти, газа, угля, гидро- и атомные электростанции.

Город потребляет огромное количество воды, лишь незначительную часть которой

человек использует для непосредственного употребления. Основную часть воды

тратят на производственные процессы и на бытовые нужды. Личное потребление

воды в городах составляет от 150 до 500 л в сутки, а с учетом промышленности

на одного гражданина приходится до 1000 л в сутки.

Использованная городами вода возвращается в природу в загрязненном состоянии

- она насыщена тяжелыми металлами, остатками нефтепродуктов, сложными

органическими веществами, подобными фенолу, и т.д. В ней могут содержаться

болезнетворные микроорганизмы. Город выбрасывает в атмосферу ядовитые газы,

пыль, концентрирует на свалках токсичные отходы, которые с потоками весенней

воды попадают в водные экосистемы.

Растения, в составе городских экосистем растут в парках, садах, на газонах,

их главное назначение - регулирование газового состава атмосферы. Они

выделяют кислород, поглощают диоксид углерода и очищают атмосферу от вредных

газов и пыли, попадающих в неё при работе промышленных предприятий и

транспорта. Растения имеют также большое эстетическое и декоративное

значение.

Животные в городе представлены не только обычными в естественных экосистемах

видами (в парках живут птицы: горихвостка, соловей, трясогузка;

млекопитающие: полевки, белки и представители других групп животных), но и

особой группой городских животных - спутников человека. В её составе - птицы

(воробьи, скворцы, голуби), грызуны (крысы и мыши), и насекомые (тараканы,

клопы, моль). Многие животные, связанные с человеком, питаются отбросами на

помойках (галки, воробьи). Это санитары города. Разложение органических

отходов ускоряют личинки мух и другие животные и микроорганизмы.

Главная особенность экосистем современных городов в том, что в них нарушено

экологическое равновесие. Все процессы регулирования потоков вещества и

энергии человеку приходится брать на себя. Человек должен регулировать как

потребление городом энергии и ресурсов - сырья для промышленности и пищи для

людей, так и количество ядовитых отходов, поступающих в атмосферу, воду и

почву в результате деятельности промышленности и транспорта. Наконец, он

определяет и размеры этих экосистем, которые в развитых странах, а последние

годы и в России, быстро «расползаются» за счет загородного коттеджного

строительства. Районы низкоэтажной застройки уменьшают площадь лесов и

сельскохозяйственных угодий, их «расползание» требует строительства новых

шоссейных дорог, что уменьшает долю экосистем, способных производить продукты

питания и осуществлять круговорот кислорода.

Промышленное загрязнение среды.

В городских экосистемах наиболее опасно для природы промышленное загрязнение.

Химическое загрязнение атмосферы. Этот фактор относится к числу наиболее

опасных для жизни человека. Наиболее распространенные загрязнители - сернистый

газ, оксиды азота, оксид углерода, хлор, и др. В некоторых случаях из двух или

относительно нескольких относительно не опасных веществ, выброшенных в

атмосферу, под влиянием солнечного света могут образоваться ядовитые

соединения. Экологи насчитывают около 2000 загрязнителей атмосферы.

Главные источники загрязнения - ТЭС. Сильно загрязняют атмосферу также

котельные, нефтеперерабатывающие предприятия и автотранспорт.

Химическое загрязнение водоемов. Предприятия сбрасывают в водоемы

нефтепродукты, соединения азота, фенол и многие другие отходы промышленности.

При добыче нефти водоемы загрязняются засоленными видами, нефть и нефтепродукты

также разливаются при транспортировке. В России от нефтяного загрязнения более

всего страдают озера Севера Западной Сибири. За последние годы возросла

опасность для водных экосистем бытовых стоков городской канализации. В этих

стоках повысилась концентрация моющих средств, которые микроорганизмы разлагают

с трудом.

Пока количество загрязнителей, выбрасываемых в атмосферу или сбрасываемых в

реки, невелико, экосистемы сами в состоянии справиться с ними. При умеренном

загрязнении вода в реке становится практически чистой через 3-10 км от

источника загрязнения. Если загрязнителей слишком много, экосистемы не могут

с ними справиться и начинаются необратимые последствия. Вода становится

непригодной для питья и опасной для человека. Не годится загрязненная вода и

для многих отраслей промышленности.

Загрязнение поверхности почвы твердыми отходами. Городские свалки

промышленного и бытового мусора занимают большие площади. В составе мусора

могут оказаться ядовитые вещества, такие, как ртуть или другие тяжелые металлы,

химические соединения, которые растворяются в дождевых и снеговых водах и затем

попадают в водоемы и грунтовые воды. Могут попасть в мусор и приборы,

содержащие радиоактивные вещества.

Поверхность почвы может быть загрязнена золой, оседающей из дыма ТЭЦ,

работающих на угле, предприятий по производству цемента, огнеупорного кирпича

и т.д. Для предотвращения этого загрязнения на трубах устанавливают

специальные пылеуловители.

Химическое загрязнение грунтовых вод. Токи грунтовых вод перемещают

промышленные загрязнения на большие расстояния, и не всегда можно установить их

источник. Причиной загрязнения может быть вымывание токсичных веществ дождевыми

и снеговыми водами с промышленных свалок. Загрязнение подземных вод происходит

и при добыче нефти современными методами, когда для повышения отдачи нефтяных

пластов в скважины повторно закачивают соленую воду, поднявшуюся на поверхность

вместе с нефтью при её откачке. Засоленные воды попадают в водоносные

горизонты, вода в колодцах приобретает горький вкус и оказывается не пригодной

для питья.

Шумовое загрязнение. Источником шумового загрязнения может быть

промышленное предприятие или транспорт. Особенно сильный шум производят тяжелые

самосвалы и трамваи. Шум влияет на нервную систему человека, и потому в городах

и на предприятиях проводятся мероприятия по шумозащите. Железнодорожные и

трамвайные линии и дороги, по которым проходит грузовой транспорт, нужно

выносить из центральных частей городов в малонаселенные районы и создавать

вокруг них зеленые насаждения, хорошо поглощающие шум. Самолеты не должны

летать над городами.

Шум измеряют децибелах. Тиканье часов - 10 дб, шепот - 25, шум от оживленной

магистрали - 80, шум самолета при взлете - 130 дб. Болевой порог шума - 140

дб. На территории жилой застройки днем шум не должен превышать 50-66 дб.

Также к загрязнителям относят: загрязнение поверхности почвы отвалами

вскрышных пород и золы, биологическое загрязнение, тепловое загрязнение,

радиационное загрязнение, электромагнитное загрязнение.

СПРАВОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ

Загрязнение атмосферы. Если принять за единицу загрязненность воздуха над

океаном, то над селами она выше в 10 раз, над небольшими городами - в 35 раз, а

над большими городами - в 150 раз. Толщина слоя загрязненного воздуха над

городом составляет 1,5 - 2 км.

Наиболее опасными загрязнителями являются бенз-а-пирен, диоксид азота,

формальдегид, пыль. В Европейской части России и на Урале в среднем в течении

года на 1 кв. км выпадало свыше 450 кг атмосферных загрязнителей. По

сравнению с 1980 г.. количество выбросов диоксида серы выросло в 1.5 раза; 19

млн. т атмосферных загрязнителей выбросил в атмосферу автомобильный

транспорт.

Сброс сточных вод в реки составил 68,2 куб. км при постпотреблении 105,8 куб.

км. Потребление воды промышленностью составляет 46%. Доля неочищенных сточных

вод с 1989 г. уменьшается и составляет 28%.

Вследствие преобладания западных ветров Россия получает от западных соседей в

8-10 раз больше атмосферных загрязнителей, чем отправляет к ним.

Кислотные дожди отрицательно повлияли на половину лесов Европы, начался

процесс усыхания лесов и в России. В Скандинавии из-за кислотных осадков,

поступающих из Великобритании и ФРГ, погибло уже 20.000 озер. Под влиянием

кислотных дождей гибнут памятники архитектуры.

Вредные вещества, выходящие из дымовой трубы высотой 100 м, рассеиваются в

радиусе 20 км, высотой 250 м - до 75 км. Труба - чемпион построена на медно-

никелевом комбинате в г. Садбери (Канада) и имеет высоту более 400 м.

Разрушающие озоновый слой хлорфторуглероды (ХФУ) попадают в атмосферу из

газов охладительных систем (в США - 48%, а в остальных странах - 20%), от

использования аэрозольных баллончиков (в США - 2%, а несколько лет назад их

продажу запретили; в других странах - 35%), растворителей, используемых в

химчистках (20%) и при производстве пенопластов, включая стайроформ (25-30%).

Основной источник фреонов, разрушающих озоновый слой - промышленные

холодильники - рефрижераторы. В обычном бытовом холодильнике 350 г фреона, а

в промышленных - десятки килограммов. Рефрижераторное хозяйство только в

Москве ежегодно использует 120 т фреона. Значительная часть его из-за

несовершенства оборудования оказывается в атмосфере.

Загрязнение пресноводных экосистем. В Ладожское озеро - резервуар

питьевой воды для шестимиллионного Санкт-Петербурга - в 1989 г. было сброшено

со сточными водами 1,8 т фенолов, 69,7 т сульфатов, 116,7 т синтетических

поверхностно-активных веществ (ПАВ).

Загрязняет водные экосистемы и речной транспорт. На озере Байкал, например,

плавают 400 судов разного размера, они сбрасывают в воду около 8 т

нефтепродуктов в год.

На большинстве предприятий России токсичные отходы производства или

сбрасывают в водоемы, отравляя их, или накапливают, не перерабатывая, нередко

в огромных количествах. Эти скопления смертоносных отходов можно назвать

«экологическими минами», при прорыве дамб они могут оказаться в водоемах.

Пример такой «экологической мины» - Череповецкий химический комбинат

«Аммофос». Его отстойник занимает площадь 200 га и содержит 15 млн. т

отходов. Дамбу, которая огораживает отстойник, ежегодно поднимают на 4 м. К

сожалению «череповецкая мина» - не единственная.

В развивающихся странах ежегодно умирает 9 млн. человек. К 2000 г. питьевой

воды не будет хватать более чем 1 млрд. человек.

Загрязнение морских экосистем. В Мировой океан сброшено около 20 млрд. т

мусора - от бытовых стоков до радиоактивных отходов. Каждый год на каждый 1 кв.

км водной поверхности добавляют еще по 17 т мусора.

Ежегодно в океан выливается более 10 млн. т нефти, которая образует пленку,

покрывающую 10-15% его поверхности; а 5 г нефтепродуктов достаточно, чтобы

затянуть пленкой 50 кв. м водной поверхности. Эта пленка не только уменьшает

испарение и поглощение диоксида углерода, но и вызывает кислородное голодание

и гибель икры и молоди рыб.

Радиационное загрязнение. Предполагают, что к 2000 г. в мире накопится 1

млн. куб. м высокоактивных радиоактивных отходов.

Естественный радиоактивный фон воздействует на каждого человека, даже на

того, который не соприкасается в работе с АЭС или ядерным оружием. Все мы за

свою жизнь получаем определенную дозу радиации, 73% которой приходится на

излучения природных тел (например, гранита в памятниках, облицовке домов и

пр.), 14% - на медицинские процедуры ( в первую очередь от посещения

рентгеновского кабинета) и 14% - на космические лучи.

За жизнь (70 лет) человек может без большого риска, набрать радиацию в 35 бэр

(7 бэр от естественных источников, 3 бэра от космических источников и

рентгеновских аппаратов). В зоне Чернобыльской АЭС в наиболее загрязненных

участках можно получить до 1 бэра за час. Мощность излучения на кровле в

период тушения пожара на АЭС достигала 30.000 рентген в час и потому без

радиационной защиты (свинцового скафандра) смертельную дозу облучения можно

было получить за 1 минуту.

Часовая доза радиации, смертельная для 50% организмов, составляет 400 бэр для

человека, 1000-2000 - для рыб и птиц, от 1000 до150.000 - для растений и

100.000 бэр для насекомых. Таким образом, самое сильное загрязнение - не

помеха для массового размножения насекомых. Из растений наименее устойчивы к

радиации деревья и наиболее устойчивы травы.

Загрязнение бытовым мусором. Количество накапливающегося мусора постоянно

растет. Сейчас его на каждого горожанина приходится от 150 до 600 кг в год.

Больше всего мусора производят в США (520 кг в год на одного жителя), в

Норвегии, Испании, Швеции, Нидерландах - 200-300 кг, а в Москве - 300-320 кг.

Для того чтобы в природной среде разложилась бумага, требуется от 2 до10 лет,

консервная банка - более 90 лет, фильтр от сигареты - 100 лет, полиэтиленовый

пакет - более 200 лет, пластмасса - 500 лет, стекло - более 1000 лет.

Способы уменьшения вреда от химических загрязнений

Самые распространенные загрязнения - химические. Существует три основных

способа уменьшения вреда от них.

Разбавление. Даже очищенные стоки необходимо разбавлять в 10 раз (а

неочищенные - в 100-200 раз). На предприятиях сооружают высокие трубы, чтобы

выбрасываемые газы и пыль рассеивались равномерно. Разбавление -

малоэффективный способ уменьшения вреда от загрязнения, допустимый лишь как

временная мера.

Очистка. Это основной способ уменьшения выбросов вредных веществ в

окружающую среду в России сегодня. Однако в результате очистки образуется много

концентрированных жидких и твердых отходов, которые также приходится хранить.

Замена старых технологий новыми - малоотходными. За счет более глубокой

переработки удается снизить количество вредных выбросов в десятки раз. Отходы

от одного производства становятся сырьем для другого.

Образные названия этим трем способам уменьшения загрязнения окружающей среды

дали экологи ФРГ: «удлини трубу» (разбавление рассеиванием), «заглуши трубу»

(очистка) и «завяжи трубу узлом» (малоотходные технологии). Немцы

восстановили экосистему Рейна, который долгие годы был сточной канавой, куда

сбрасывались отходы промышленных гигантов. Это удалось сделать только в 80-е

годы, когда, наконец, «завязали трубу узлом».

Уровень загрязнения среды в России еще очень высок, и экологически

неблагоприятная обстановка, опасная для здоровья населения, сложилась почти в

100 городах страны.

Некоторое улучшение экологической ситуации в России достигнуто благодаря

улучшению работы очистных сооружений и падению производства. Дальнейшего

уменьшения выбросов ядовитых веществ в окружающую среду можно добиться, если

внедрить менее опасные малоотходные технологии. Однако, чтобы «завязать трубу

узлом», необходимо обновление оборудования на предприятиях, что требует очень

больших вложений и потому будет проводиться постепенно.

Заключение

Города и промышленные объекты (нефтепромыслы, карьеры для разработок угля и

руды, химические и металлургические комбинаты) работают за счет энергии,

которая поступает из других промышленных экосистем (энергетического

комплекса), и их продукция - не растительная и животная биомасса, а сталь,

чугун и алюминий, различные машины и приборы, строительные материалы,

пластмассы и многое другое, чего нет в природе. Сейчас города - «паразиты»

биосферы, они не могут обеспечить себя энергией и ресурсами и в их

экосистемах никогда не возникает экологическое равновесие. Но отказаться от

городов человечество не может, и потому главная задача экологии - это

уменьшить вредное влияние городов на естественные и сельскохозяйственные

экосистемы и обеспечить в них условия для жизни главного звена этой

искусственной экосистемы - человека.

Проблемы экологии городов - это в первую очередь проблемы уменьшения выбросов

в окружающую среду различных загрязнителей и защита от городов воды,

атмосферы, почвы. Их решают путем создания новых малоотходных технологий и

производственных процессов и эффективных очистных сооружений. Большую роль в

смягчении влияния факторов городской среды на человека играют растения.

Зеленые насаждения улучшают микроклимат, улавливают пыль и газы, благотворно

влияют на психическое состояние горожан.

Литература:

Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Экология России. Учебник из Федерального комплекта

для 9 - 11 классов общеобразовательной школы. Изд. 2-е, перераб. И доп. - М.:

АО МДС, 1996. - 272 с ил.