рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Циркуляция элементов в биосфере.

Циркуляция элементов в биосфере. - раздел Экология, Экология Выше Была Рас­Смотрена Циркуляция Энергии И Вещества В Экосистемах. Биосфера ...

Выше была рас­смотрена циркуляция энергии и вещества в экосистемах. Биосфера представляет собой уникальную планетарную экосистему со сложившимися биогеохимическими циклами циркуляции наиболее важных для жизни элементов. Масштабы хозяйственной деятельности человека стали настолько велики, что при определенных условиях они способны нарушить эту отлаженную за сотни миллионов лет систему регуляции природной среды (достаточно вспомнить разру­шение озонового экрана и повышение содержания в атмосфере СО2). Для профилактики таких чрезвычайно опасных для жизни в целом нарушений необходимо знать основные биогеохимические циклы би­осферы.

Одной из особенностей биосферы является наличие мощных буферных систем (в атмосферном воздухе, гидросфере и литосфе­ре), способных нейтрализовать даже существенные нарушения в установившемся круговороте веществ и энергии. Надежность функ­ционирования этих систем обеспечивается, в частности, тем, что на каждый квадратный метр Земли приходится 1260 м3 воздуха и 8300 м3 воды океанов (морей) и 2,4 м2 раздела между воздухом и водой.

Биогеохимические циклы биосферы обеспечивают живые орга­низмы 30...40 химическими элементами, необходимыми для них. Рассмотрим важнейшие круговороты биосферы - воды, углерода, кислорода, азота, фосфора и серы.

Вода - важнейшее для живых организмов неорганическое ве­щество Ее запасы в биосфере 1,386 млрд.км3, из них 35 млн.км пресных вод. Основная масса воды - 96,5% находится в


океане, 1,73% - в ледниках, 1,7% - в подземных водах. Осталь­ная вода содержится во льдах вечной мерзлоты (0,02%), атмосфе­ре (0,001%) , в озерах, болотах и реках (0,023%). Различают боль­шой и малый круговороты воды. Малый круговорот начинается ис­парением воды из океана, затем следует конденсация водяных па­ров в атмосфере и возвращение в виде осадков в океан. Большой круговорот включает выпадение осадков на сушу. Часть из них испаряется с поверхности почвы, часть поступает в растения и в результате транспирации (испарения листьями растений) перехо­дит в виде водяных паров в атмосферный воздух. Оставшиеся осадки через реки и подземные воды попадают в океан, завершая большой круговорот воды.

Углерод содержится в виде CO2 в атмосфере (23,5*1011 т). В процессе фотосинтеза он ассимилируется растениями и по пищевым цепям потребляется консументами разных порядков. При дыхании живых организмов выделяется CО2 , поступающий в атмосферу. Часть углерода накапливается в виде мертвой органики, переходя в горючие ископаемые. Сжигая ископаемое топливо, человек ин­тенсивно высвобождает СО2, создавая свой биолого-технический круговорот углерода. Основная масса углерода содержится в кар­бонатных отложениях на дне океана и кристаллических породах земной коры (всего 2,3*106 т), в каменном угле и нефти (3.4*1015 т).

В биогеохимический круговорот включен и углерод тканей растений и животных (соответственно 5*1011 и 5*109 т),

Свободный кислород в биосфере является в основном продук­том фотосинтеза (ежегодное выделение O2 растениями составляет 2,8*1011 млн.т). Поступлений О2 в атмосферу за счет фитопланк­тона и водных растений почти в 5 раз меньше (0,6*1011 млн.т в год). Относительно небольшое количество O2 выделяется при раз­ложении органики в океане и на суше. Расходование свободного 02 обеспечивается процессами дыхания, сжиганием горючих материа­лов и окислением органики. Полное окисление органического ве­щества на планете привело бы к снижению концентрации О2 до 1% и повышению концентрации СО2 до 10%. На круговорот О2 сущест­венно влияет хозяйственная деятельность человека (10% всего количества связываемого О2 обеспечивается сжиганием топлива).

Громадный резервный фонд азота содержится в атмосфере (до 80% ее массы), атмосферный азот переводится в доступную для растений форму путем атмосферной фиксации при грозовой дея­тельности и фиксации биоценозами суши и океана. Существенную часть фиксации азота обеспечивают промышленные установки. Ассимилируемые живыми организмами соединения азота в реакциях с


использованием энергии солнечного света или органического ве­щества последовательно преобразуются из нитритов в нитраты, аммиак и аминокислоты, являющихся одними из важнейших компо­нентов протоплазмы живых клеток.

Процесс разрушения живого вещества от протоплазмы к более простым соединениям и молекулярному азоту идет с участием денитрофицирующих бактерий. Схема круговорота азота представлена на рис. 2.2.

 

 

 


Рис 2.2

Важную роль в круговороте азота в наше время играет выбросы промышленности и транспорта, антропогенные выбросы составляют около 53 млн.т NO2 в год или примерно 65% всех поступлений NO2 атмосферу.

В круговороте фосфора резервный фонд находится в горных породах и отложениях, образовавшихся в прошлые геологические эпохи. В процессах эрозии фосфор в форме фосфатов поступает в океан и отлагается в осадках. В мелководных отложениях на континентальном шельфе и на донных отложениях озер фосфатредуцирующие бактерии превращают фосфаты в растворимые формы, кото­рые усваиваются живыми организмами. Фосфаты глубоководных осадков выбывают из круговорота фосфора. С мертвыми организма­ми, экскрециями животных соединения фосфора попадают в почву, разлагаются до растворимых фосфатов и вновь ассимилируются живыми организмами. Часть соединений фосфора из океана вместе с


рыбой также возвращается в почву. В прошлые геологические эпо­хи такой возврат был более интенсивным за счет переноса фосфо­ра птицами (об этом, в частности, свидетельствуют колоссальные отложения гуано, т.е. разложившегося помета морских птиц, в Южной Америке). Человечество компенсирует уменьшение содержа­ния фосфора в почве внесением большого количества фосфорных удобрений.

В круговороте серы основной резервный фонд находится в почве и донных отложениях океанов и озер, а меньший - в атмос­фере. Ключевую роль в круговороте серы играют специализирован­ные микроорганизмы, обеспечивающие окисление и восстановление серы. В глубоководных отложениях в результате их деятельности образуется сероводород. Вместе с геохимическими и метеорологи­ческими процессами микроорганизмы обеспечивают круговорот серы в воздухе, почве и воде. Все возрастающую роль в указанных процессах играют загрязнения атмосферы выбросами оксида серы промышленных предприятий и транспорта. Их масса составляет около 100 млн.т в год или около 15,5% всех поступлений данного вещества в атмосферу.

В завершение анализа биогеохимических циклов биосферы следует подчеркнуть их основные особенности:

1. Все круговороты сложились как идеально отлаженная последо­вательность процессов ассимиляции и диссимиляции веществ, обеспечивающих динамическую стабильность среды обитания живых организмов и прежде всего составов газов атмосферы, солей оке­ана и биогенных элементов почвы.

2. Все круговороты имеют мощные буферные и обменные фонды, легко компенсирующие даже существенные изменения биогенной миграции элементов вследствие многолетних колебаний климата и расширения экономической деятельности человека.

3. Для каждого газового и водного круговоротов характерно свое время оборота биогенных элементов и веществ через живые орга­низмы (для N2 - 100 лет, СО2 - 200...300 лет, О2 - 2000...2500 лет, Н2О - 2 млн. лет).

4. В наше время изменения, вносимые экономической деятель­ностью человека в биосферные круговороты, стали вполне сравнимы с масштабами соответствующих природных процессов (например, поступление CO2 в атмосферу за счет сжигания топлива человеком увеличилась более чем в 2 раза; 65% поступлений NO2 в атмос­феру составляют антропогенные выбросы; промышленная фиксация N2 составляет 2/3 от биологической).

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Экология

С А Бережной В В Романов Ю И Седов... Экология... Учебное пособие Второе издание переработанное и дополненное...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Циркуляция элементов в биосфере.

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Исходные теоретические концепции экологии
  Наибольшее значение для экологии имела биологическая нау­ка и особенно эволюционная теория Ч.Дарвина. Положения о нас­ледственности и изменчивости, естественном и искусственном от­б

Взаимоотношения организма и среды
  К условиям существования или условиям среды относятся не­обходимые организму факторы, без которых его существование не­возможно. Наиболее общая классификация экологических факторов

Экология популяций и сообществ
  Целью изучения экологии популяций и сообществ является получение знаний об их важнейших характеристиках и свойствах, типах развития и других особенностях, необходимых для решения ко

Общая характеристика.
Экосистема является основным понятием экологии. Она может быть представлена самыми различ­ными по масштабу образованиями - от обычной лужи до аквариума, до биосферы в целом. Близким к данному понят

Превращения энергии в экосистемах.
Основным источ­ником энергии для экосистем является энергия Солнца. Именно она создает тепло на поверхности планета, кинетическую энергию потоков воздуха и потенциальную энергию гидросферы. Потреб­

Эволюция и устойчивость экосистем.
Экосистемы яв­ляются динамическими образованиями с выраженными суточными, сезонными и многолетними ритмами. Первый из них обусловлен циркадианной (околосуточной) периодикой физиологических про­цесс

Состав и границы биосферы.
Создателем учения о би­осфере стал Владимир Иванович Вернадский (1863-1945), один из последних великих ученых-энциклопедистов. Он предсказал овла­дение человеком ядерной энергией, освоение космоса

Эволюция биосферы.
Появившиеся 3 млрд. лет тому назад живые организмы преобразовали планету, резко изменив ее воздушную и водную оболочки, поверхность и почвы. В поступа­тельной эволюции планеты можно в

Человек в биосфере
  Человек справедливо считается венцом эволюции органичес­кого мира. Необычайная сложность такого явления как человек стала причиной многообразия подходов к изучении человека, как объ

Среды жизни человека и формы его адаптации к ним.
Как указывалось выше, человек является единственным биологи­ческим видом, распространенным по всей биосфере. Есть регионы с высокой плотностью населения, есть места, где человек появ­ляется только

Адаптивные типы и расы.
При анализе человечества как большой системы выделяют следующие биологические уровни сложности: особь, репродуктивная группа, экологическая популя­ция, адаптивный тип, раса, вид-человек разумный. П

Современные воздействия человека на биосферу.
Ос­новное воздействие человека на биосферу связано с его экономи­ческой деятельностью. Менее значимы другие аспекты контактов человека с ОС, хотя в определенных условиях и они могут быть значительн

АКТУАЛЬНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА В БИОСФЕРЕ
  Согласно рис. 2.3 для конца XX века характерно резкое ус­корение вектора влияния человечества на биосферу и вхождение нашей жизни в сплошную полосу экологических кризисов и проб­лем

Проблема роста народонаселения
  Около 10 тыс. лет тому назад общая численность людей на планете составляла примерно 5 млн. чел., а период ее удвоения - 3 тыс. лет. Население увеличивалось с возрастаю

Проблема урбанизации
  В XX веке параллельно росту народонаселения планеты шел процесс урбанизации, т.е. сосредоточения населения и экономи­ческой жизни в городах. Если в 1900 г. в городах проживало 224,4

Глобальные последствия загрязнения атмосферы
  Наиболее опасные последствия загрязнения атмосферы заклю­чаются в разрушении озонового экрана и развитии парникового эффекта. Оба эти процесса явились результатом воздействия практи

Опасность ядерных катастроф и радиоактивных загрязнений
  После открытия первого известного человеку вида ионизиру­ющей радиации (ИР) в 1895 г. - рентгеновского излучения -прошло немногим более 100 лет. Опасность ИР для здоровья и жизни бы

Проблема истощения природных ресурсов
  Под природными ресурсами (ПР) понимаются конкретные виды материи и энергии, которые обеспечивают развитие человеческого общества, но формируются в ПС и являются ее компонентами. В с

Региональные экологические проблемы Тверской области
  Наиболее неблагоприятными является экологические условия в областном центре. Город Тверь не относится к городам с очень большими уровнями загрязнений (суммарные выбросы ЗВ

Прогнозирование и оценка экологического риска.
  Обзор основных экологических проблем современности целе­сообразно дополнить замечаниями относительно концепции эколо­гического риска, которая в последние 1.5...2 десятилетия ши­роко

Экологические принципы охраны природы и рационального природопользования
Под охраной природы (ОП) понимается система мероприятий, обеспечивающая сохранение природой ресурсо- и средовоспроизво-дящих функций, а также биологического разнообразия. Природо-пользование включа

Концепция экологической безопасности и устойчивого развития РФ
В последние годы в нашей стране идет широкое обсуждение концепции экологической безопасности и устойчивого развития РФ. Значительная часть предлагаемых мер закреплена указом Пре­зидента РФ N236-94

Международное сотрудничество по охране ОС
  РФ осуществляет такое сотрудничество в области охраны ОС на двух- и многосторонней основе. Двухстороннее сотрудничество у нас развивается с Великобританией, Германией, Данией, Инди­

Основные формы и методы защиты природной среды и решения экологических проблем
  Специфические (т.е. применяемые для решения конкретных экологических проблем) методы и подходы рассмотрены в разделе 3. В данном подразделе вначале проводятся консервативные и актив

ЗАЩИТА КОМПОНЕНТОВ БИОСФЕРЫ
  5.1. Защита атмосферы от материальных загрязнений*   5.1.1. Экологическая характеристика атмосферы. Газообраз­ная оболочка Земли - важ

Характеристика и источники загрязнения атмосферы.
Атмосфера состоит из окиси газов и имеет общую массу т или примерно одну миллионную массы Земли. Около 50% ее массы сосредоточена в приземно

Нормирование загрязнений атмосферы.
В России и странах СНГ установлены нормативы 3В в атмосферном воздухе ги­гиенического и технического назначения. При гигиеническом нормировании исходят из трех основных принципов вредности

Контроль за состоянием чистоты атмосферы.
На тер­ритории РФ осуществляется государственный контроль за чистотой атмосферы в рамках ЕГСЭМ (детально см. выше подраздел 4.3). Согласно ГОСТ 17.2.3.01-86 и РД 52.04.186-89 кроме стаци­о

Защита_атмосферного воздуха.
В настоящее время для защиты атмосферы от материальных загрязнений широко применяют организационно-технические методы защиты и почти забывают о технологических методах. Последние радикально уменьша

Рассеивание выбросов в атмосфере.
На ТЭС, ТЭЦ, ме­таллургических заводах, химических комбинатах и т.д. достаточ­но эффективным решением пока остается рассеивание нескольких очищенных выбросов в атмосфере с помощью высоких вертикаль

Методы очистки выбросов.
Для очистки выбросов от аэрозолей применяют различные методы очистки, используемые в соответствующих ПУ. Последние классифицируют по принципу очистки на четыре следующие группы. 1. Сухие П

Экологическая характеристика водной среды.
Гидрос­фера - важнейший регулятор сбалансированности жизни на Земле. Водой покрыто до 71% поверхности планеты, ее общие запасы сос­тавляют 1,37 млрд.км3, 98% из которых приходная на моря

Водопользование и его виды.
Использование воды для удовлетворения нужд населения и хозяйственной деятельности че­ловека называется водопользованием, которое может осущест­вляться с изъятием вода из водоема (для питья, полива

Виды и источники загрязнения водной среды.
Под загрязнением воды понимают такое изменение ее состава и свойств, которое делает воду непригодной для одного или нескольких видов водопользования. Под засорением воды понимается накопление в ней

Нормирование качества воды.
Нормативы качества во­ды приведены в Санитарных правилах и нормах охраны поверхност­ных вод от загрязнения (СанПиН 4630-88) [10] и Правилах охраны поверхностных вод (1991 г.). Нормы даны для воды х

Контроль качества воды и регламентация спуска СВ в водоемы и канализацию города.
Контроль за состоянием водных объектов осуществляют как водопользователи, так и органы гос­контроля - Госкомэкология РФ, Росгидромет через ЕГСЭМ, Госком-санзпидемнадзор РФ, Роскомрыбоводство, их ме

Основные направление защиты водной среды.
Рост водопотребления в промышленности и сельском хозяйстве наряду с масштабными загрязнениями водоемов делают актуальной разработ­ку мероприятий по защите водной среды и ограничении потребле­нии во

Методы очистки СВ.
Правилами охраны поверхностных вод запрещен сброс неочищенных СВ. Их очистка заключается в обезвреживании (т.е. удалении вредных веществ, попадание кото­рых в водоемы может сделать воду непригодной

Оборотное водоснабжение предприятий
- это такое водоснабжение, при котором СВ после их очистки вновь использу­ются в технологических процессах данных предприятий. Оно явля­ется наиболее перспективным способом уменьшения водопотреблен

Экологическое значение почв.
Под почвой понимается обладающий плодородием поверхностный слой земли, сформировавшийся под воздействием воздуха, воды и живых организмов. Земля представляет собой более широкое понятие, которое пр

Антропогенные воздействия на почвы.
Почвы относят к природным объектам, которые формируются очень медленно (для увеличения толщины почвы на 2...2,5 см нужно около 100 лет), а разрушаются быстро. Можно выделить следующие формы нарушен

Охрана растительного мира.
Флора является одной из двух главных форм жизни на Земле. В любой экосистеме и в биос­фере в целом растения выполняют роль продуцентов и создают ос­новную часть биомассы, ежегодно поглощая около 16

Охрана животного мира (фауны).
Хотя биомасса жи­вотных нашей планеты составляет всего 2%, живого вещества, их роль в биосфере незаменима. Животные отличаются высокими уров­нями энергетики, большой подвижностью и разнообра

Охрана недр
  Недра являются частью земной коры, расположенной ниже почвенного слоя или дна водоемов и водотоков, простирающейся до глубин, доступных для геологического изучения и освоения (или н

Важнейшие параметры ИИ и единицы их измерения.
Тяжесть последствий, вызванных воздействием ИИ, зависит от ин­тенсивности и продолжительности их действия на человека. Ин­тенсивность ИИ зависит от количества РВ, которое оценивается его активность

Характеристика и источники РЗ в РФ.
Радиационная обстановка в РФ определяется: 1) глобальным радиоактивным фо­ном (естественный радиационный фон или ЕРФ плюс фон, обуслов­ленный проводившимися ранее ядерными испытаниям в мире); 2) на

Радиационный контроль (РК) в РФ.
Законодательством РФ установлены государственный надзор и контроль, производс­твенный и общественный контроль за радиационной обстановкой в стране и обеспечением безопасной работы искусственных ист

Защита от ИИ.
Основным защитным мероприятием явля­ется полное исключение облучения людей, снижение его до уров­ня, не превышающего нормативов по НРБ-96 (см. табл. 5.7), и уменьшение числа лиц, подвергающихся обл

Принципы обеспечения РБ населения.
В нормальных условиях эксплуатации источников ИИ РБ обеспечивается реализа­цией: 1) принципа нормирования, т.е. непревышение допустимых пределов (см. табл. 5.7) индивидуальных доз облучения граждан

Защита населения от акустических загрязнений.
Упругие колебания, распространяющиеся в воздухе, твердой и жидкой средах под воздействием какой-либо возмущающей силы, отно­сят к акустическим колебаниям. В диапазоне частот f = 16 Гц... 20 кГц они

Защита населения от вибраций.
Вибрациями называют механические колебания материальных точек или тел, непосредс­твенно передаваемые телу человека или отдельным его участкам. Вибрации, передающиеся на тело человека через его опор

Защита населения от воздействий ЗМП промышленной частоты.
Неионизирующие ЭМП возникают вдоль ЛЭП и вблизи электроподстанций, работающих под напряжением свыше 1000 В. Как известно, электрическое, поле (ЭП) характеризуется электри­ческой напряженностью Е, к

Защита ОПС от тепловых загрязнений СТЗ).
Они обус­ловлены высокими потреблением и рассеиванием энергии в промыш­ленных центрах и городах. Наиболее уязвимыми к ТЗ с экологи­ческой точки зрения оказываются поверхностные воды в районах с ТЭЦ

Экологическая экспертиза хозяйственной и иной деятельности
  Экологическая экспертиза (ЭЭ) - это установление соответствия намечаемой хозяйственной и иной деятельности экологическим требованиям и определение допустимости реализации объекта ЭЭ

Оценка ущерба от загрязнений ОПС
Как известно, загрязнения ОПС наносят ущерб не только природе, но и народному хозяйству, здоровью и самочувствию людей. Он проявляется одновременно в нескольких аспектах: моральном, эстетическом, п

Экономический механизм природопользования в РФ
  Основными элементами современного экономического механизма природопользования в РФ являются плата за загрязнения ОПС и за пользования ПР. Так, с 1993 г. Правительством РФ введен нов

Экономическое стимулирование природоохранной деятельности и экологические фонды в РФ
  Закон РФ "Об охране ОПС" (1991 г.) предоставляет предприятиям, учреждениями организациям, а также гражданам налоговые, кредитные и иные льготы при внедрении ими малоотходн

ОСНОВЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ПРАВА И УПРАВЛЕНИЕ ОХРАНОЙ ПРИРОДЫ В РФ
  7.1. Источники и содержание экологических правовых норм   Юридическую основу экологического права и природоохранной деятельности в РФ сос

Ответственность за экологические правонарушения
  Под правонарушениями понимается виновное противоправное деяние (действие или бездействие) совершенное вменяемым человеком, достигшим установленного законом возраста. Правонарушения

Управление охраной природы в РФ
Государственное управление природоохранной деятельностью в РФ осуществляют ее высшие органы власти: Федеральное собрание (Государственная Дума и Совет Федерации) с одной стороны (через Комитет по э

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
  Состояние экологического кризиса стало характерной чертой жизни во всех промышленно развитых странах мира, в том числе и в РФ. Экологическое неблагополучие в РФ приводят к

БИБЛИОГPАФИЧЕСКИИ СПИСОК
1. Бережной С.А., Романов В.В., Седов Ю.И. Экология: Учебное пособие. - Тверь: ТвеПИ, 1993. 2. Сборник типовых расчетов и заданий по экологии: Учебное по­собие / С.А. Бережной, В.В. Романо

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги