Курсовая по охране окружающей среды. Экологическое влияние меди на окружающую среду

• Название: Экологическое влияние меди на окружающую среду
• Анкор: Курсовая по охране окружающей среды
• Дата: 30.04.2022
• Размер: 2.06 Mb.
• Имя файла: kursovaya_okhrana_Gracheva_Diana.docx
• Тип: Курсовая; #506151
• страница: 1 из 2

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Санкт-Петербургский государственный аграрный университет»
Кафедра экологии и физиологии растений

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов»

на тему:

«Экологическое влияние меди на окружающую среду»

Выполнил:	студент 4 курса направления 35.03.03 Агрохимия и агропочвоведение­­­­­­­­­­­­	Грачева Д.А.
Проверил:	ст.преподаватель	Байков М.В.
Оценка:	_________________	____ / _____/ 2022 г.

Санкт-Петербург

2022

ВВЕДЕНИЕ

Охрана окружающей среды — комплекс мер, предназначенных для ограничения отрицательного влияния деятельности человека на окружающую среду и предотвращения её деградации. Такими мерами могут являться:

1. 
   Ограничение выбросов в атмосферу и гидросферу с целью улучшения общей экологической обстановки.
   
2. 
   Создание заповедников, национальных парков с целью сохранения природных комплексов.
   
3. 
   Ограничение ловли рыбы, охоты с целью сохранения определённых видов.
   
4. 
   Ограничение выброса мусора.
   

Мир подвергается различным загрязнениям каждый день и час. Загрязнение окружающей среды, под которой понимаются также природная среда и биосфера — это повышенное содержание в ней физических, химических или биологических реагентов, не характерных для данной среды, занесенных извне, наличие которых приводит к негативным последствиям.

Целью работы в главе 2, было изучение экологического влияния меди на окружающую среду. Подробно разобраны процессы адсорбции меди дерново-подзолистыми почвами Кушвинского района Свердловской области и установление закономерностей поглощения изучаемого ТМ в зависимости от физико-химической характеристики почв, концентрации исходных растворов, присутствия посторонних ионов ТМ, рН среды и времени взаимодействия почвы с растворами.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

(2;15;31;43;51;61)
2. Изложите кратко историю охраны окружающей среды в России после 1917 года. Охарактеризуйте современное состояние природоохранной деятельности.

В ноябре 1917 года на Втором Всероссийском съезде рабочих, крестьянских и солдатских депутатов был принят декрет «О земле», историческая роль которого состоит в отмене частной собственности на землю и другие природные ресурсы. В 1918 году был принят декрет «О социализации земли»; в 1919 году – Положение о социалистическом землеустройстве; в 1922 году – Земельный кодекс; в 1920 году – декрет «О недрах земли»; в 1918 году – декрет «О лесах».

Таким образом, в первые годы советской власти были обозначены основные правила хозяйственной деятельности, охраны окружающей среды и животного мира. В этот период проблема охраны природы от загрязнения оценивалась, в основном, как санитарная, а не экологическая. То есть, учитывались интересы здоровья человека, но не всех живых существ биосферы.

27 октября 1960 года был принят первый природоохранный закон «Об охране природы в СССР», который содержал статьи по охране земель, недр, вод, лесов и иной растительности, но заметной роли в охране природы не сыграл, поскольку не предусматривал мер юридической ответственности за нарушение статей закона. 7 января 1988 года ЦК КПСС и Совет Министров СССР приняли Постановление «О коренной перестройке дела охраны природы в стране». В нем были обозначены следующие направления:

1. 
   консолидация государственного управления природопользованием и охраной окружающей среды путем образования Государственного комитета по охране природы;
   
2. 
   введение экономического механизма – платы за природные ресурсы и загрязнение окружающей среды;
   
3. 
   решение о подготовке полноценного закона об охране окружающей среды, который был принят только после самой крупной техногенной катастрофе ХХ века – аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 году, ставшей переломной в осознании глубины назревших в обществе экологических проблем.
   

На современном этапе в РФ действуют многочисленные экологические законы, начало которым было положено ФЗ «Об охране окружающей природной среды», принятый 19 декабря 1991 года, который заложил основы законодательства нового поколения, учитывающего изменившиеся политические, экономические и экологические условия российского общества. Закон определил задачи всего природоохранительного комплекса, включающего регулирование отношений в сфере взаимодействия общества и природы с целью сохранения природных богатств и естественной среды обитания человека, предотвращения экологически вредного воздействия, оздоровления и улучшения качества окружающей природной среды, укрепления законности и правопорядка в интересах настоящего и будущих поколений людей. В январе 2002 года был принят новый закон «Об охране окружающей среды» (№ 7 – ФЗ), в котором были учтены новые рыночные реалии и международные обязательства России в экологической сфере [5].
15. В чем проявляется воздействие человека на биогеохимические циклы элементов? Приведите примеры круговоротов конкретных элементов.

Возрастающая на протяжении ХХ в. антропогенная активность привела к ускоренному поступлению загрязняющих веществ в биосферу. В наибольшей степени при этом была изменена ее биогеохимическая структура. Рассматривая современное состояние биогеохимических циклов, можно прийти к заключению, что во многих природных биогеохимических субрегионах и провинциях поступление поллютантов уже привело к перестройке биогеохимического круговорота элементов и формированию технобиогеохимических и агрогеохимических провинций как структурных единиц биосферы.

Антропогенные изменения циклов питательных элементов происходят в большей степени в регионах с высокой плотностью населения и высокой интенсивностью сельскохозяйственного производства. В отдельных местах изменения природного локального или регионального биогеохимического цикла азота и фосфора еще незначительны, тогда как в других местах они громадны. Наибольшее воздействие на глобальный биогеохимический цикл азота связано с применением минеральных азотных удобрений, ответственных примерно за половину антропогенных изменений в цикле азота. Другие антропогенные процессы также превращают атмосферный азот в биологически доступные формы. В целом за счет всех видов антропогенной деятельности, включая производство удобрений, сжигание органического топлива и выращивание бобовых культур, с 1960-х гг. произошло двух-трехкратное увеличение связывания азота, и эта величина продолжает постоянно возрастать.

В последние 50-80 лет общая картина распределения и миграции фосфора в биосфере резко нарушена человеком. Эти нарушения слагаются из нескольких важнейших сторон экономической деятельности человек, таких как: мобилизация фосфора из агроруд и шлаков, производство и применение удобрений для сельского хозяйства; производство многочисленных препаратов, содержащих фосфор и использование их в быту, индустрии и земледелии; производство громадных количеств фосфорсодержащих ресурсов продовольствия и кормов, вывоз и потребление их в зонах концентрации населения и больших городах; развитие рыбного и китобойного промыслов, добыча морских моллюсков, водорослей и потребление их на сущее, что влечет за собой перераспределение биогенных фосфатов с океана на сушу. Антропогенная деятельность оказывает огромное воздействие на глобальный круговорот всех питательных элементов и в особенности на транспорт в эстуарии и открытые воды океана [18].

Круговороты веществ в биосфере

Вода – важнейший компонент жизни всех организмов на планете. В ходе фотосинтеза (рис. 1) растения используют водород воды в образовании органических соединений, высвобождая молекулярный кислород. В процессах дыхания всех живых существ, при окислении органических соединений вода образуется вновь. В истории жизни вся свободная вода гидросферы многократно прошла циклы разложения и новообразования в живом веществе Земли [14].

Рисунок 1. Схема фотосинтеза [20].

Кроме биологических циклов на Земле также осуществляется глобальный круговорот воды, движимый энергией Солнца (рис. 2). Вода испаряется с поверхности водоемов и суши и вновь поступает на Землю в виде осадков. Над океаном испарение превышает осадки, над сушей наоборот. Эти различия компенсируются стоком воды из рек. В глобальном круговороте воды растительность суши играет немаловажную роль. Транспирация растений на отдельных участках земной поверхности может составлять до 80-90% выпадающих здесь осадков, а в среднем, по всем климатическим поясам, около 30%. [14].



Рисунок 2. Круговорот воды [13].

Углерод включен в состав всех органических веществ. Как химический элемент он является основой жизни. Он может соединяться со многими элементами, образуя простые и сложные органические молекулы, входящие в состав живых клеток.

В атмосфере углерод находится в виде углекислого газа СО2, в меньшей мере – входит в состав метана СН4 в виде других газообразных соединений. В гидросфере углекислый газ растворен в воде, и его количество намного превышает атмосферное. Океан служит мощным буфером регуляции СО₂ в атмосфере. При повышении в воздухе его концентрации увеличивается поглощение углекислого газа водой. Некоторая часть молекул СО₂ реагирует с водой, образуя угольную кислоту, которая затем диссоциирует на ионы НСО^-₃ и СО^2-₃ . Эти ионы реагируют с катионами кальция или магния с выпадением карбонатов в осадок.

Углекислый газ атмосферы и гидросферы представляет собой обменный фонд в круговороте углерода, откуда его черпают наземные растения и водоросли. Фотосинтез лежит в основе всех биологических круговоротов на Земле. Высвобождение фиксированного углерода происходит в ходе дыхательной активности самих фотосинтезирующих организмов и всех гетеротрофов – бактерий, грибов, животных, включающихся в цепи питания за счет живого или мертвого органического вещества. В этом и состоит круговорот углерода, (рис. 3) [14].



Рисунок 3. Круговорот углерода[13].

Оксид углерода представляет особую опасность для человека прежде всего потому, что он может связываться с гемоглобином крови, а также тем, что он участвует в образовании смога. Кроме того, СО может образовывать высокотоксичные соединения – карбонилы (координационные комплексы переходных металлов с монооксидом углерода в качестве лиганда). Концентрации СО равной 0,066% в атмосфере достаточно для того, чтобы связать половину гемоглобина. Но накоплению СО в атмосфере препятствуют высшие растения, водоросли и особенно микроорганизмы почвы. Обычно в результате происходит окисление СО до СО₂.

Попавший в атмосферу СО₂ опасен и в способности поглощать инфракрасные лучи. При нагревании земной поверхности солнечными лучами, часть тепла в виде инфракрасного излучения отдается обратно. Это возвращаемое тепло частично перехватывается газами, поглощающими инфракрасное излучение, которые в результате нагреваются. С ростом температуры происходят климатические изменения – возникает парниковый эффект [12].

Кислород — важнейший компонент жизненных и энергетических процессов. Основной потребитель кислорода в природе — живые организмы. Подсчитано, что весь кислород атмосферы проходит через земные живые организмы, включая человека, примерно за 10 лет. В настоящее время потребление кислорода на Земле приблизилось к уровню его воспроизводства в естественных биохимических циклах (рис. 4) [13].

Своей уникальной среди планет атмосферой с высоким содержанием свободного кислорода Земля обязана процессу фотосинтеза. Кислород освобождается из молекул воды и является по сути побочным продуктом фотосинтетической активности растений [14].

Также, важнейшим источников кислорода природе является и СО_2. Часть кислорода образуется в стратосфере в результате диссоциации Н₂O(г) под действием солнечного излучения. Атмосферный кислород расходуется в громадных количествах в реакциях горения разных видов топлива, в процессе дыхания живых организмов, в окислительных процессах выветривания горных пород. Без кислорода невозможно осуществление металлургических процессов. Расходуется кислород и на непрерывное пополнение озона в стратосфере, на окисление в озоновом слое СО и SO2. [13].

Значительные количества кислорода растворяются в гидросфере до концентрации примерно 1∙10-5% и расходуются на различные окислительные процессы. Когда концентрация растворенного кислорода и нитратов сильно снижается, некоторые виды бактерий начинают получать необходимый им кислород за счет восстановления SO4^2- ионов до H2S и тем самым создают в водоемах безжизненные зоны.

Атмосфера служит основным резервом для круговорота азота. В гидросфере содержание азота составляет примерно 5∙10-5 моль/л, а в литосфере — исчезающе малые количества. Азот исключительно важен для биосферы. Белки животных организмов содержат до 17% азота. Постоянная смена химических форм азота является источником жизни многих организмов [13].



Рисунок 4. Круговорот кислорода [13].

Основными стадиями круговорота азота являются фиксация, аммонификация, нитрификация и денитрификация. Пути фиксации азота в биосфере могут быть разными. Прежде всего, это поступление его вместе с дождевыми водами из атмосферы, главным образом во время гроз. Небольшая часть азота попадает в биосферу при вулканических извержениях и значительное количество – в результате выбросов промышленных предприятий. Но основным источником азота является биологическая фиксация – связывание атмосферного азота свободноживущими азотфиксирующими бактериями – азотбактером, цианобактериями и другими, а также азотфиксаторами, живущими в симбиозе с высшими растениями, например, клубеньковые бактерии на корнях бобовых растений, таких как арахис, соя, чечевица, фасоль, люцерна, клевер и др. Фиксируя атмосферный азот, они снабжают растение доступными для него соединениями азота в виде нитратов и нитритов [8].

В растительных симбиотических системах азот становится доступен растениям в виде иона аммония (NH4⁺). После отмирания растений и разложения клубеньков почва обогащается органическими и минеральными формами азота. Азотсодержащие органические вещества отмерших растений и животных, а так же мочевина и мочевая кислота, выделяемая животными и грибами, расщепляются гнилостными бактериями до аммиака. Такой процесс получил название аммонификации.

Нитрификация заключается в том, что часть аммиака может поглощаться в виде иона аммония (NH₄⁺) непосредственно растениями, часть вымывается из почвы, а оставшийся аммиак окисляется специализированными нитрифицирующими бактериями до нитритов и нитратов, которые вновь используются растениями. Процесс нитрификации выражается следующей схемой:

NH₄^- →NO₂^-→NO₃^-

Различные формы азотистых соединений почвы и водной среды могут восстанавливаться некоторыми бактериями до оксидов и молекулярного азота. Это процесс называется денитрификацией. Денитрификация происходит за несколько этапов:

NO₃^-→ NO₂^-→N₂O→N₂

На каждом этапе выделяется кислород, который необходим денитрифицирующим бактериям, для дыхания при отсутствии в почве свободного кислорода [8].

Деятельность человека нарушила установившееся равновесие в распределении азота на Земле. В балансе фиксируемого азота все большее значение приобретает искусственно синтезируемый аммиак, количество которого удваивается каждые 5—6 лет. Значительные количества аммиака выделяются также из почв сельскохозяйственных угодий из-за широкого использования азотных удобрений (до 200 млн. т в год). В атмосфере аммиак окисляется, превращаясь в оксиды азота. Такое же количество оксидов азота образуется при полетах самолетов [13].



Рисунок 5. Круговорот азота [13].

Биогеохимический круговорот азота (рис. 5) не менее сложен, чем круговороты углерода и кислорода, и охватывает все области биосферы. Поглощение его растениями ограничено, так как они усваивают азот только в форме соединения его с водородом и кислородом. И это при том, что запасы азота в атмосфере неисчерпаемы (78% от ее объема). Редуценты (деструкторы), а конкретно почвенные бактерии, постепенно разлагают белковые вещества отмерших организмов и превращают их в аммонийные соединения, нитраты и нитриты. Часть нитратов попадает в процессе круговорота в подземные воды и загрязняет их. Азот возращается в атмосферу вновь с выделенными при гниении газами. По мнению американских ученых, роль бактерий в цикле азота такова, что если будет уничтожено только 12 их видов, участвующих в круговороте азота, жизнь на Земле прекратится [4].

Наибольшим источником азота являются азотные удобрения, оксиды азота выбрасываются вследствие сжигания топлива, металлургических процессов. Негативным моментом превращения естественного биологического азота в агрогеохимический является повышение концентраций аммонийного и нитратного азота до токсичных уровней, что приводит к специфическим заболеваниям типа мет-гемоглобинемии (характеризуется повышенным содержанием метгемоглобина (окисленного гемоглобина) в крови и тканевой гипоксией) людей и животных, либо к массовым отравлениям. При взаимодействии нитритов и аминов в живых организмах образуются нитрозамины, являющиеся канцерогенами и способные вызывать нарушения хромосомного аппарата и наследственные уродства [6].

При длительном действии оксидов азота у человека может ухудшаться сопротивляемость легких к бактериям, расширение альвеол. Действие озона проявляется в отечности легких, может привести к накоплению чужеродных веществ, что увеличивает опасность заболевания раком. На растения оксиды азота могут воздействовать тремя путями: с помощью кислотных осадков (увеличивают кислотность), прямым контактом с растениями (изменение окраски – разрушение хлорофиллов a и b и каротиноидов) и косвенно путем фотохимического образования окислителей (О₃). Происходит нарушение роста растений [12].

Биологическое и биохимическое значение фосфора в жизни живой клетки, организмов, экосистем и биосферы в целом исключительно велико. Фосфор входит в состав тканей мозга, скелета, панцирей животных. Без фосфора невозможен синтез белка. Так же, как кислород, углерод и азот, фосфор является биофилом и его биохимический круговорот протекает совместно с этими элементами (рис. 6). В биосфере преобладают соединения пятивалентного фосфора [8].

Среднее содержание фосфора в земной коре составляет 0,09%. Основные запасы его находятся в горных породах, в донных отложениях морей и океанов, в гумусовом горизонте наземных и подводных почв. Главное геохимическое направление мирового круговорота соединений фосфора нацелено в сторону озер, устьев рек, морей и шельфа океана. Не образующий летучих соединений фосфор имеет тенденцию накапливаться в море. Вынос фосфора из моря на сушу осуществляется в основном с рыбой и пометом морских птиц.

Общие запасы фосфора в почве очень малы – 0,1-0,2% P2O5. Внесение в почву фосфорных удобрений является одним из важнейших мероприятий по повышению урожайности. Хранилищем фосфора, как уже было указано, служат залежи его соединений в горных породах. Вследствие вымывания он попадает в речные системы, и часть его используется растениями, а часть уносит в море, где оседает в глубоководных отложениях. Кроме того, в мире ежегодно добывается до 2 млн т фосфоросодержащих пород. Большая часть этого фосфора также вымывается и исключается из круговорота. Благодаря лову рыбы часть фосфора возвращается на сушу в небольших размерах [8].



Рисунок 6. Круговорот фосфора [3].

Значительные количества фосфорных соединений входят в состав моющих средств и с их остатками попадают в сточные воды. Стиральные порошки содержат 10-12% пирофосфата калия (K₄P₂O₇) или от 4-5 до 40-50% триполифосфата натрия (Na₅P₃O₁₀) и некоторые другие фосфоросодержащие компоненты. Фосфор также входит в состав инсектицидов, например хлорофоса (C₄H₂Cl₃O₄P).

Вместе с промышленными и бытовыми сточными водами техногенные соединения фосфора могут поступать в почвы и почвенные грунтовые воды. Особенности миграции и аккумуляции фосфора в биосфере заключаются в практически полном отсутствии газообразных соединений в биокруговороте. В настоящее время явно обозначился и сформировался процесс антропогенного происхождения – фосфатизация суши, иливозрастание общего содержания соединений фосфора в окружающей среде. Процесс этот протекает неравномерно и наиболее интенсивно идет на территории индустриально развитых стран. Соединения фосфора накапливаются в местах складирования органических отходов, свалках, полях орошения, что в итоге приводит к эвтрофикации (насыщение водоѐмов биогенными элементами, сопровождающееся ростом биологической продуктивности водных бассейнов) водоемов избытком фосфатов [6].

Также играет существенную роль в круговороте веществ в биосфере и сера (рис. 7). В виде органических и неорганических соединений сера постоянно присутствует во всех живых организмах и является важным биогенным элементом, она входит в состав широко распространенных соединений: белков, аминокислот, коферментов, витаминов [8].

В земной коре в среднем содержится 0,047% серы. Сера в виде SO2, SO3, H2S и элементарной серы выбрасывается вулканами в атмосферу. В природе она образует минералы, называемыми сульфидами. Очень много серы в изверженных горных породах. При окислении сульфидных минералов сера в виде иона попадает в Мировой океан, где поглощается морскими организмами. Круговорот серы в морской воде происходит с помощью сульфатредуцирующих бактерий. Они восстанавливают сульфаты морской воды до сероводорода, который поднимается в верхние толщи воды и окисляется под действием кислорода, а также при участии аэробных сернистых бактерий.

На суше сера после отмирания растений переходит в почву, где одни микроорганизмы восстанавливают органическую серу до минеральной, другие – окисляют эту минеральную форму до сульфатов. Сульфаты поглощаются корнями растений, и сера снова вовлекается в круговорот [28].



Рисунок 7. Круговорот серы. Кольцо в центре схемы иллюстрирует процессы окисления (O) и восстановления (R), благодаря которым происходит обмен серы [11].

В настоящее время значительным источником серы стали техногенные выбросы предприятий металлургической, нефтяной и других отраслей промышленности. Диоксид серы SO2 составляет более 95% всех техногенных выбросов серосодержащих веществ в атмосферу. Присутствие оксидов серы в атмосфере оказывает негативное влияние на жизнедеятельность животных и растений: диоксид серы взаимодействует с кислородом воздуха с образованием SO3 и, в конечном счете, H2SO4[6]:

2SO2 + O2 → 2SO3

SO3 + H2O → H2SO4

При поступлении в растение токсикантов, роль защитного барьера играет корневой барьер, который ограничивает поступление вредных соединений в вегетативные и генеративные органы. У животных эту функцию выполняет желудочно-кишечный тракт, который препятствует всасыванию токсичных веществ [18].

У людей диоксид серы раздражает слизистую оболочку, вызывая сильный кашель. При длительном воздействии SO2 пропадает чувствительность к запахам и вкусам. Обитатели вод особенно чутко реагируют на диоксид серы, из-за изменения pH среды в кислую сторону. На растения влияние идет либо непосредственно на листья, либо косвенно в виде кислотных осадков и через почву. В клетках за счет воды цитоплазмы образуется сернистая кислота. При действии сульфит-ионов на клетки в первую очередь повреждаются биомембраны. Радикалы, образующиеся в результате взаимодействия ненасыщенных жирных кислот и сернистой кислоты, при распаде выделяют этан или альдегиды, а при поражении мембран хлоропластов, окисляя, обесцвечивают хлорофилл [12].
31. Представьте классификации природных ресурсов по происхождению и видам хозяйственного использования

Природные ресурсы – это элементы природы (тела и силы), которые на данном уровне развития производительных сил и изученности используются или могут быть использованы для удовлетворения потребностей человеческого общества в форме непосредственного участия в материальной деятельности. Элемент природы становится используемым ресурсом в следующем случае:

 Когда возникает потребность. Например, в первобытном обществе человек удовлетворял свои потребности охотой, рыбной ловлей, собирательством (ресурсами при этом являлись дикие животные и растения, рыба), затем возникло земледелие и скотоводство и, соответственно, в состав природных ресурсов были включены почвенный покров и растительность, служившая кормовой базой для выпасаемого скота. В ХХ веке ресурсопотребление охватило практически все известные природные компоненты;

 Когда появляются технические возможности для использования. Так, например, до второй половины ХХ века нефть, залегающая в донных отложениях Мирового океана, не рассматривалась в качестве ресурса, так как состояние техники извлечения нефти делало ее добычу невозможной. Лишь в1940-х годах впервые на акваториях нефть начала разрабатываться в промышленных масштабах и нефтяные залежи морей и океанов приобрели ресурсное значение;

 Когда добыча экономически рентабельна (в настоящее время не используется нефть из битуминозных песчаников и сланцев, не применяется широкомасштабное опреснение морских вод, так как это слишком дорого, хотя технически осуществимо).

Запасы ресурсов, для которых выполняются все эти условия, называются реальными.

Доступные или реальные запасы – это объемы природного ресурса, выявленные современными методами разведки или обследования, технически доступные и экономически рентабельные для освоения.

Доступные запасы, которые могут быть вовлечены в хозяйственную деятельность при условии сохранения среды жизни человека, называют природно-ресурсным потенциалом.

Потенциальные или общие запасы – это ресурсы, выявленные на основе теоретических расчетов, рекогносцировочных обследований и включающие, помимо точно установленных технически извлекаемых запасов природного сырья или резервов, еще и ту их часть, которую в настоящее время освоить нельзя по техническим или экономическим соображениям.

В связи с двойственным характером понятия «природные ресурсы», отражающим их природное происхождение с одной стороны, и хозяйственную значимость – с другой, разработаны и широко применяются несколько классификаций [18].

1) Классификация природных ресурсов по происхождению

Природные ресурсы возникают в природных средах и в пространстве образуют определенные сочетания, меняющиеся в границах природно-территориальных комплексов. При этом под природно-территориальным комплексом понимается исторически сложившаяся и пространственно обособившаяся единая система, образованная множеством взаимосвязанных и взаимодействующих элементов атмосферы, гидросферы, литосферы и биосферы. На этом основании они подразделяются на две группы:

• 
  ресурсы природных компонентов;
  
• 
  ресурсы природно-территориальных комплексов. Ресурсы природных компонентов
  

По принадлежности к компонентам ландшафтной оболочки выделяют следующие виды ресурсов:

• 
  минеральные;
  
• 
  климатические;
  
• 
  водные;
  
• 
  земельные (почвенные);
  
• 
  растительные;
  
• 
  животного мира.
  

При использовании приведенной классификации особое внимание уделяется закономерностям пространственного и временного формирования отдельных видов ресурсов, их количественным и качественным характеристикам, особенностям их режима, объемам естественного восполнения запасов. Научное понимание всего комплекса естественных процессов, участвующего в создании и накоплении природного ресурса, дает возможность выявить предельные объемы изъятия ресурса из природной среды, не допуская его истощения или ухудшения качества.

Ресурсы природно-территориальных комплексов.

На данном уровне подразделения учитывается комплексность природно-ресурсного потенциала территории, вытекающая из соответствующей комплексной структуры самой ландшафтной оболочки. Каждый природно-территориальный комплекс обладает определенным набором разнообразных видов природных ресурсов. Практически любой ландшафт имеет климатические, водные, земельные, почвенные и другие виды ресурсов, но возможности их хозяйственного использования весьма различны. В одном случае могут складываться благоприятные условия для добычи минерального сырья, в других – для выращивания культурных растений или для организации курортного комплекса.

По наиболее предпочтительному виду хозяйственного освоения выделяют ресурсы природно-территориальных комплексов. Они делятся на:

• 
  горно-промышленные;
  
• 
  сельскохозяйственные;
  
• 
  водохозяйственные;
  
• 
  лесохозяйственные;
  
• 
  селитебные;
  
• 
  рекреационные и др.
  

Использование только одной классификации ресурсов (по происхождению) недостаточно, так как она не отражает экономического значения ресурсов и их хозяйственной роли.

Среди систем классификаций природных ресурсов, отражающих их экономическую значимость и роль в системе общественного производства, чаще применяется классификация по видам хозяйственного использования.

2) Классификация по видам хозяйственного использования

Основной критерий подразделения ресурсов в этой классификации – отнесение их к различным секторам материального производства. По этому принципу природные ресурсы делятся на:

• 
  ресурсы промышленного производства;
  
• 
  ресурсы сельскохозяйственного производства;
  
• 
  ресурсы непроизводственной сферы.
  

Ресурсы промышленного производства

Эта подгруппа включает все виды природного сырья, используемого промышленностью. В рамках данной подгруппы выделяют следующие виды ресурсов:

1) энергетические, к которым относятся различные виды ресурсов, используемых на современном этапе развития науки и техники для производства энергии:

• 
  горючие полезные ископаемые (нефть, уголь, газ ит.д.);
  
• 
  гидроэнергоресурсы (энергия свободно падающих речных вод, приливно-волновая энергия морских вод ит.д.);
  
• 
  ядерное сырье, используемое для получения атомной энергии;
  
• 
  источники биоконверсионной энергии (топливная древесина, биогаз из отходов и т.д.)
  

2) неэнергетические, включающие подгруппу природных ресурсов, которые поставляют сырье для различных отраслей промышленности или же участвуют в производстве по технологической необходимости:

• 
  полезные ископаемые, за исключением энергоносителей;
  
• 
  воды, используемые для промышленного водоснабжения;
  
• 
  земли, занятые промышленными объектами и объектами инфраструктуры;
  
• 
  лесные ресурсы, поставляющие сырье для химической промышленности и химической индустрии и т.д.
  

Ресурсы сельскохозяйственного производства

Они объединяют виды ресурсов, участвующих в создании сельскохозяйственной продукции:

• 
  агроклиматические – ресурсы тепла и влаги, необходимые для продуцирования культурных растений или выпаса скота;
  
• 
  почвенно-земельные ресурсы (земля и ее верхний слой–почва, используемая для выращивания культурных растений);
  
• 
  растительные кормовые ресурсы – ресурсы биоценозов, служащие кормовой базой скота;
  
• 
  водные ресурсы – воды, используемые в растениеводстве для орошения, а в животноводстве – для водопоя и содержания скота. Ресурсы непроизводственной сферы или непосредственного потребления:
  
• 
  дикие животные, составляющие объект промысловой охоты;
  
• 
  дикорастущие лекарственные растения;
  
• 
  ресурсы рекреационного хозяйства;
  
• 
  ресурсы заповедных территорий и т.д. [18].
  

43. Охарактеризуйте водохозяйственный баланс в мировом масштабе и сформулируйте проблемы водных ресурсов

Водохозяйственный баланс - это сопоставление располагаемых водных ресурсов с требуемыми объемами и режимом водопотребления, с целью удовлетворения потребностей в воде населения и отраслей народного хозяйства. Водохозяйственный баланс (ВХБ) является основой планирования использования водных ресурсов и предназначен для целей:

• 
  Анализа водохозяйственной обстановки;
  
• 
  оперативного управления водными ресурсами;
  
• 
  обоснование водохозяйственных мероприятий по удовлетворению потребностей в воде населения и отраслей экономики.
  

Участники водохозяйственного комплекса предъявляют разные требования к водным ресурсам. Одно из главных требований - гарантированность подачи требуемого объема воды. Это требование учитывается с помощью расчетной обеспеченности отдачи воды, конкретному участнику ВХК по числу бесперебойных лет.

Обеспеченность отдачи изменяется в пределах:

- хозяйственно-питьевое водоснабжение 95…97%;

- промышленность 95%;

- орошаемое земледелие в гумидной зоне 75 %, в аридной зоне 90%;

- водный транспорт и рыбное хозяйство 75…90%;

- энергетика 80…95 %;

- санитарный попуск 95…97.

Учесть разные обеспеченности по отдаче воды в одном уравнении ВХБ затруднительно. Поэтому всех участников ВХК разделяют на две группы:

I-группа, к ней относят наиболее важные для народного хозяйства отрасли (промышленность, коммунально-бытовое хозяйство, животноводство, ТЭС, АЭС). Для них принимается расчетная обеспеченность 95%;

II-группа, к ней относят всех остальных участников ВХК, для которых принимается обеспеченность 75% в качестве основной [9].

Проблемы ресурсоиспользования

Основными проблемами водных ресурсов являются две взаимосвязанные проблемы:

1. 
   количественное исчерпание запасов доступных пресных вод в отдельных регионах земного шара;
   
2. 
   загрязнение вод в процессе их хозяйственного использования и качественное истощение водозапасов.
   

В настоящее время антропогенному загрязнению подвержены практически все водные источники на планете.

Мировой океан, покрывающей две трети земной поверхности, это огромный водный резервуар, в котором сосредоточено 97 % всей воды на планете. Несмотря на то, что фактически воды Мирового океана не относятся к ресурсам воды, они играют огромное значение в функционировании биосферы и хозяйственной деятельности человека, так как морепродукты являются очень ценной частью растительных и животных ресурсов и активно используются человеком. В настоящее время серьезную угрозу представляет загрязнение вод Мирового океана нефтью, происходящее вследствие ее транспортировки, утечек нефти при добыче из подводных скважин, аварий нефтяных танкеров и т.д. Второй вид загрязнений, который опасен для океана, – это радиоактивное загрязнение при захоронении радиоактивных отходов в недостаточно прочных контейнерах. Пока трудно сказать что-либо определенное о масштабах данной проблемы, но со временем она может принять глобальные масштабы. Кроме этого, в Мировой океан с речными потоками приносятся агрохимикаты (прежде всего пестициды), компоненты промышленных сточных вод, канализационных стоков. Ежегодно выбрасывают в океан сотни тонн жидких и твердых отходов прибрежные государства.

Основными антропогенными источниками загрязнения водоемов являются:

• 
  промышленные сточные воды;
  
• 
  бытовые (коммунальные) сточные воды;
  
• 
  сельскохозяйственные сточные воды;
  
• 
  атмосферные сточные воды (неорганизованный сток);
  
• 
  водный транспорт;
  
• 
  выпадение загрязнителей на поверхность водоема непосредственно из атмосферы.
  

Основными источниками загрязнения подземных вод в настоящее время являются:

• 
  нефтяные промыслы и предприятия горнодобывающей промышленности;
  
• 
  поля фильтрации;
  
• 
  все виды мест размещения отходов;
  
• 
  животноводческие комплексы;
  
• 
  склады минеральных удобрений и средств защиты растений;
  
• 
  неканализированные населенные пункты.
  

Определенную роль в загрязнении грунтовых вод играет все увеличивающееся загрязнение почв [18].
51. Характеристика запасов топливно-энергетического сырья. Нетрадиционные источники энергии.

Суммарные общегеологические запасы минерального топлива нашей планеты превышают 12,5 трлн, т., из них более 60% приходится на уголь, около 12% - на нефть и 15% - на природный газ, остальное - на сланцы, торф и прочие виды топлива.

Угольные ресурсы, занимающие лидирующее положение в запасах минерального топлива, встречаются на земном шаре почти повсеместно. Углем хорошо обеспечены Европа и Азия, Северная Америка, Африка и Австралия. Самый бедный углем континент - Южная Америка. Угольные ресурсы разведаны почти в 100 странах мира. Их основные запасы сосредоточены в развитых странах, исключение - Индия и Ботсвана, обладающие значительными запасами угля среди развивающихся стран. Примерно 80% общих геологических запасов угля приходится только на три страны - Россию, США, Китай. Далее в порядке убывания запасов следуют Австралия, Канада, ФРГ, Великобритания, Польша, ЮАР.

В целом обеспеченность мирового хозяйства ресурсами угля довольно велика. При современном уровне мировой добычи угля разведанных запасов может хватить более чем на 150 лет.

Разведанные запасы нефти оцениваются в 270 - 300 млрд. т., достоверные - в 140 млрд. т. В отличие от угольных нефтяные ресурсы размещены на земном шаре крайне неравномерно. Более половины разведанных запасов нефти приурочено к морским месторождениям, зоне континентального шельфа, побережьям морей. Крупные скопления нефти выявлены у берегов Аляски, в Мексиканском заливе, в приморских районах северной части Южной Америки, в Северном море, в Баренцевом, Беринговом и Каспийском морях, у западных берегов Африк, в Персидском заливе, у островов Юго-Восточной Азии и в др. местах. Среди стран мира особенно богаты нефтью развивающиеся страны Ближнего и Среднего Востока, Латинской Америки. Африки, Юго-Восточной Азии - Они сосредоточивают более 4/5 мировых запасов нефти. Кроме развивающихся стран крупными запасами нефти располагают Россия, США, Китай, Великобритания, Канада, Румыния и некоторые другие, промышленно развитые страны мира.

Обеспеченность разведанными запасами нефти при современном уровне добычи по миру в целом составляет 45 лет. В США этот показатель едва превышает 10 лет, в России - 20 лет, а в Саудовской Аравии он составляет 90 лет, в Кувейте и ОАЭ - около 140 лет.

Мировые разведанные запасы природного газа оцениваются в 144 трлн. куб. м. Ресурсы природного газа, как правило, залегают вблизи нефтяных месторождений, поэтому наибольшими запасами располагают страны, богатые нефтью: Ближнего и Среднего Востока, СНГ (Россия, Туркменистан, Узбекистан, Казахстан), Северной и Латинской Америки (США, Канада, Мексика, Венесуэла), Северной Африки (Алжир, Ливия), Западной Европы (Норвегия, Нидерланды, Великобритания), Центральной (Китай) и Юго-Восточной Азии (Бруней, Индонезия).

Обеспеченность мировой экономики природным газом при современном уровне его добычи (2,2 трлн. куб. м в год) составляет 71 год.

Урановые руды, составляющие базу современной ядерной энергетики, сконцентрированы в небольшой группе стран - Северной и Латинской Америки (Канада, США, Бразилия), Африки (ЮАР, Нигер, Намибия), Западной Европы (Франция), СНГ (Россия). Есть они и в Австралии. В России крупнейшие месторождения урановых руд находятся в Восточной Сибири (юг Читинской области).

Последние 25-30 лет заметно усилилось внимание к поиску и освоению нетрадиционных источников энергии, которые отличаются от ископаемых органических ресурсов своими громадными запасами, т.е. они практически неисчерпаемы или периодически возобновляются.

К нетрадиционным источникам энергии относят:

• 
  солнечную;
  
• 
  ветровую;
  
• 
  геотермальную;
  
• 
  энергию морей, рек, приливов;
  
• 
  биоэнергетику;
  
• 
  энергию атмосферного электричества и грозовую энергетику.
  

Преимущества ВИЭ:

неисчерпаемость ресурсов;

уменьшение негативного воздействия на окружающую природу и здоровье людей.

Недостатки ВИЭ:

• 
  небольшая плотность энергетического потока;
  
• 
  скачкообразность объемов выработки энергии;
  
• 
  высокая стоимость оборудования энергодобывающих установок.
  

1. 
   Солнечная энергия
   

Гелиоустановки используют энергию Солнца для потребностей теплоснабжения и для производства электричества. Способов преобразования солнечного излучения существует множество. Оптимальным и наиболее распространенным считают метод, основанный на использовании фотоэлектрических преобразователей. Такие фотоэлементы объединяют в солнечные батареи.

2. 
   Ветровая энергия
   

Начало использования энергии ветра восходит к появлению ветряных мельниц, которые были принесены крестоносцами в Европу в 13 веке.

Принцип действия ветрогенератора прост. Сила ветра заставляет двигаться ветряное колесо, вращение которого передается ротору электрогенератора.

3. 
   Геотермальная энергия
   

Большие объемы тепловой энергии хранятся в глубине Земли, что объясняется высоким температурным показателем земного ядра. В качестве источников геотермальной энергии используют вулканические области, горячие источники воды или пара.

Геотермальные электростанции преобразовывают энергию горячих подземных вод в электричество.

4. 
   Энергия приливов и волн
   

Мировой океан создает энергию разнообразных видов:

• 
  энергия биомассы;
  
• 
  приливов и отливов;
  
• 
  энергия океанических течений;
  
• 
  тепловая.
  

5. 
   Биоэнергетика
   

Данный альтернативный источник относится к вторичным, его вырабатывают из биотоплива. Промышленные и сельскохозяйственные предприятия всё чаще получают необходимую им электроэнергию путём выделения её из органического мусора.

6. 
   Энергия малых рек
   

К альтернативным источникам гидроэнергетики относят малые гидроэлектростанции. Такие установки обладают мощностью 5-10 МВТ.

7. 
   Атмосферное электричество и грозовая энергетика
   

Процессы испарения, образования облаков, переноса тепла и влаги, происходящие в нижних атмосферных слоях, сопровождаются явлениями электризации. Вследствие этих факторов, в атмосфере образуется энергетический ресурс [16].
61. Воздействие человека на растения. Основные проблемы растительных ресурсов

Человек своей деятельностью оказывает огромное влияние на растительность, как положительное, так и отрицательное. Как объект охраны растительность можно разделить на водную, почвенную, подземную и надземную.

Водная растительность играет большую роль в жизни водоемов и их обитателей, но используется человеком слабо.

Почвенная растительность — бактерии, водоросли, отдельные виды грибов играют большую роль в процессах образования почвы и формирования ее плодородия.

Наземная растительность, насчитывающая более 500 тыс. видов (из них 300 тыс. высших видов растений), в наибольшей степени используется человеком и подвергается воздействиям с его стороны.

Трудно сегодня сказать — сколько на планете исчезло растений, которых создать заново уже невозможно. Однако много фактов свидетельствует об исчезновении около 30 тыс. видов растений. В нашей стране насчитывается около 20 тыс. видов растений. Из них примерно до 60% произрастает на природных сенокосах и пастбищах. Более 530 видов стали в настоящее время редкими.

В результате деятельности человека на огромных площадях дикие растения заменяются культурными, т. е. человек в своих интересах постоянно преобразует окружающий мир растений. На растительные сообщества сильное влияние оказывают домашние и дикие животные. Несъеденные растения остаются нетронутыми или затаптываются копытами. Бессистемная пастьба скота ведет к дегенерации пастбищ, вызывает возникновение водной и ветровой эрозии почвы.

Большое влияние на рост и развитие растений оказывают промышленные выбросы. Попадая в атмосферный воздух, они в конечном итоге оседают на растения. Рост растений может замедляться в 2 раза, а иногда и больше. Некоторые промышленные выбросы обладают высокой токсичностью и вызывают засыхание растений. Установлено, что урожайность пшеницы в районах нахождения цветной металлургии ниже на 40—50%, а содержание белка в ней меньше на 25—35 %. Часто наблюдаются факты уничтожения и порчи растений, которые оправдать ничем нельзя. Например, массовое загрязнение сенокосных угодий, пастбищ и других участков вывезенными промышленными отходами, всякого рода мусором. Тяжелые последствия для растений оставляют массовые сборы цветов, неорганизованные посещения и отдых на лоне природы [1].

Проблемы ресурсоиспользования:

1. 
   Проблемы лесных ресурсов.
   

Площадь лесов на заре земледелия и скотоводства составляла около 62 млн. км² , а в настоящее время – около 40 млн. км² . Таким образом, за время цивилизации уничтожено почти 35 % лесов, причем больше половины этой площади – за последние 150 лет.

Площадь лесов сокращается за счет:

1. непосредственногоотчужденияземельчеловеком;

2. потребления древесины: древесное сырье служит для изготовления более 20 тыс. продуктов, при этом потребности в лесоматериале постоянно возрастают, в связи с чем возникает дисбаланс между восстановлением и потреблением леса, приводящий к его потере;

3. деградации и поражения лесов из-за техногенного загрязнения воздуха и почвы (в Западной Европе пораженные леса составляют 38 %).

Сокращение площади лесов приводит к следующим экологическим последствиям:

• 
  сокращается биомасса и продукционный потенциал биосферы, то есть глобальный ресурс фотосинтеза;
  
• 
  ослабляется функция регулирования газового состава атмосферы;
  
• 
  нарушается водный баланс (в зоне тропических лесов влагооборот полностью зарегулирован растительностью, ее уничтожение в условиях интенсивной солнечной радиации резко изменяет климатические условия, что приводит к усилению аридизации больших пространств;
  
• 
  вырубка лесов в горных районах и на водоразделах приводит к учащению наводнений, засух, селей на прилегающих территориях);
  
• 
  вместе с лесом исчезают многие виды растений и животных, уменьшается биологическое разнообразие.
  

Влажные тропические леса занимают примерно 7 % поверхности суши, но на них сосредоточено около 2/3 всех видов животных (в том числе более 80 % насекомых) и растений, многие из которых еще не изучены и могут представлять чрезвычайно ценный биологический материал.

Между тем, ежегодно выжигается или вырубается 114 тыс. км2, тропических лесов. Если их уничтожение будет идти такими темпами, то в ближайшее десятилетие будет утрачена существенная часть генофонда планеты.

Проблемы естественных сенокосов и пастбищ.

Сенокосы и пастбища – это поставщики самого дешевого и высококачественного корма. В то же время они обеспечивают устойчивость функционирования биосферы, так как являются естественными угодьями.

Выпас скота проявляется в непосредственном влиянии на растения (повреждение корней, побегов, нарушение в распределении семян и т.д.), а также во влиянии на почвы (увеличение плотности, влекущее за собой ухудшение воздушного, водного, питательного режимов). В результате происходит изменение видового состава трав, а в крайнем случае – уничтожение растительного покрова.

Пастбищная дигрессия – это изменение луговых сообществ при выпасе скота. Влияние скота на состояние травостоя определяется количеством животных, длительностью пребывания на пастбище и частотой повторного стравливания. При чрезмерном выпасе, кроме вышеуказанных негативных изменений, в южных районах возможно засоление почв, вызываемое усиленным подъемом вод по капиллярам, в северных районах могут сформироваться кочки. Кроме этого, возможно усиление эрозии.

Основной проблемой лекарственных растений является их прямое уничтожение. Примером этого служит женьшень, почти исчезнувший в лесах Дальнего Востока [101].