Вещество перемещается в виде твердых и жидких частиц. Часто минеральные элементы сдуваются ветром и смываются водой с горных пород. Обмен энергией происходит как в виде тепла, так и в виде энергии химических связей (т. е. органических соединений).
По отношению к межбиоценотическим связям можно выделить три основные группы наземных экосистем:
1. стабильные сообщества, расположенные на равнинных междуречьях, в которых вынос веществ в другие экосистемы и получение их со стороны незначительны;
2. мало теряющие, но много получающие биоценозы, располо женные на низких уровнях рельефа, где накапливаются большие запасы органического вещества;
3. много теряющие, но мало получающие экосистемы на крутых склонах. Так образуется цепь экосистем, перераспределяющая веще ство и энергию в биосфере.
Наземные экосистемы, поглощая или выделяя огромное количество парниковых газов (СО2, метана, оксидов азота), тем самым не только участвуют в глобальном круговороте углерода, но и оказывают заметное влияние на климат. Однако не меньшее значение имеет и обратное воздействие — влияние климата на процессы, протекающие в экосистемах.
2 Охрана природы
2.1 Задание №4. Понятие о предельно-допустимой концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосфере
Предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ — это максимальная концентрация вредного вещества, которая за определенное время воздействия не влияет на здоровье человека и его потомство, а также на компоненты экосистемы и природное сообщество в целом.
В атмосферу поступает множество примесей от различных промышленных производств и автотранспорта. Для контроля их содержания в воздухе нужны вполне определенные стандартизированные экологические нормативы, поэтому и было введено понятие о предельно допустимой концентрации. Величины ПДК для воздуха измеряются в мг/м3. Разработаны ПДК не только для воздуха, но и для пищевых продуктов, воды (питьевая вода, вода водоемов, сточные воды), почвы.
Предельной концентрацией для рабочей зоны считают такую концентрацию вредного вещества, которая при ежедневной работе в течение всего рабочего периода не может вызвать заболевания в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений. Предельные концентрации для атмосферного воздуха измеряются в населенных пунктах и относятся к определенному периоду времени. Для воздуха различают максимальную разовую дозу и среднесуточную.
В зависимости от значения ПДК химические вещества в воздухе классифицируют по степени опасности. Для чрезвычайно опасных веществ (пары ртути, сероводород, хлор) ПДК в воздухе рабочей зоны не должна превышать 0,1 мг/м3. Если ПДК составляет более 10 мг/м3, то вещество считается малоопасным. К таким веществам относят, например, аммиак.
Таблица 1.
Предельно допустимые концентрации некоторых газообразных веществ в атмосферном воздухе и воздухе производственных помещений
| Вещество | ПДК в атмосферном воздухе, мг/м3 | ПДК в воздухе произв. помещений, мг/м3 |
| Диоксид азота | Максимальная разовая 0,085Среднесуточная 0,04 | 2,0 |
| Диоксид серы | Максимальная разовая 0,5Среднесуточная 0,05 | 10,0 |
| Монооксид углерода | Максимальная разовая 5,0Среднесуточная 3,0 | В течение рабочего дня 20,0В течение 60 мин.* 50,0В течение 30 мин.* 100,0В течение 15 мин.* 200,0 |
| Фтороводород | Максимальная разовая 0,02Среднесуточная 0,005 | 0,05 |
* Повторные работы в условиях повышенного содержания СО в воздухе рабочей зоны могут проводиться с перерывом не менее 2 часов
Таблица 2.
Предельно допустимые концентрации некоторых ионов в питьевой воде
| Ион | ПДК, г/м3 |
| Катион алюминия | 0,2 |
| Катион железа | 0,2 |
| Катион меди | 0,01 |
| Катион ртути | 0,01 |
| Катион цинка | 0,01 |
| Нитрат-ион | 0,5 |
| Сульфат-ион | 20 |
| Хлорид-ион | 20 |
Таблица 3.
Предельно допустимые концентрации некоторых вредных веществ в питьевой воде
| Вещество | ПДК, мкг/л |
| Гидрохинон | 200 |
| Дихлорфенол | 2 |
| Крезол | 4 |
| Пентахлорфенол | 10 |
| Трихлорфенол | 4 |
| Трихлорэтилен | 70 |
| Фенол | 1 |
| Хлороформ | 60 |
| Четыреххлористый углерод | 6 |
Таблица 4
Предельно допустимые концентрации некоторых химических элементов в почве
| Элемент | ПДК, мг/кг |
| Кобальт | 5 |
| Медь | 3 |
| Мышьяк | 2 |
| Ртуть | 2 |
| Свинец | 20 |
| Сурьма | 5 |
| Фтор | 3 |
| Цинк | 20 |
ПДК устанавливаются для среднестатистического человека, однако ослабленные болезнью и другими факторами люди могут почувствовать себя дискомфортно при концентрациях вредных веществ, меньших ПДК. Это, например, относится к заядлым курильщикам.
Величины предельно допустимых концентраций некоторых веществ в ряде стран существенно различаются. Так, ПДК сероводорода в атмосферном воздухе при 24-часовом воздействии в Испании составляет 0,004 мг/м3, а в Венгрии — 0,15 мг/м3 (в России — 0,008 мг/м3).
В нашей стране нормативы предельно допустимой концентрации разрабатываются и утверждаются органами санитарно-эпидемиологической службы и государственными органами в области охраны окружающей среды. Нормативы качества окружающей среды являются едиными для всей территории РФ. С учетом природноклиматических особенностей, а также повышенной социальной ценности отдельных территорий для них могут быть установлены нормативы предельно допустимой концентрации, отражающие особые условия.
При одновременном присутствии в атмосфере нескольких вредных веществ однонаправленного действия сумма отношений их концентраций к ПДК не должна превышать единицу, однако это выполняется далеко не всегда. По некоторым оценкам, 67% населения России живут в регионах, где содержание вредных веществ в воздухе выше установленной предельно допустимой концентрации. В 2000 содержание вредных веществ в атмосфере в 40 городах с суммарным населением около 23 млн. человек время от времени превышало предельно допустимую концентрацию более чем в десять раз.
При оценке опасности загрязнения в качестве образца сравнения служат исследования, проводимые в биосферных заповедниках. А вот в крупных городах природная среда далека от идеальной. Так, по содержанию вредных веществ Москву-реку в пределах города считают "грязной рекой" и "очень грязной рекой". На выходе Москвы-реки из Москвы содержание нефтепродуктов в 20 раз больше предельно допустимых концентраций, железа — в 5 раз, фосфатов — в 6 раз, меди — в 40 раз, аммонийного азота — в 10 раз. Содержание серебра, цинка, висмута, ванадия, никеля, бора, ртути и мышьяка в донных отложениях Москвы-реки превышает норму в 10-100 раз. Тяжелые металлы и другие ядовитые вещества из воды попадают в почву (например, при половодьях), растения, рыбу, сельскохозяйственную продукцию, питьевую воду, как в Москве, так и ниже по ее течению в Подмосковье.
Химические методы оценки качества окружающей среды очень важны, однако они не дают прямой информации о биологической опасности загрязняющих веществ — это задача биологических методов. Предельно допустимые концентрации являются определенными нормами щадящего воздействия загрязняющих веществ на здоровье человека и природную среду.
2.2 Задание №37. Роль животных в круговороте веществ в природе
В биогенном круговороте веществ, являющемся природным механизмом поддержания жизни на планете, заметную роль играют животные, участвуя в потоках веществ экосистем.
К 70-м годам прошлого столетия разработка проблем, касающихся значения животных в биогенном круговороте химических элементов, получила бурное развитие.
Этот интерес определяется тем, что животные накапливают многие элементы, в том числе и те, повышенные концентрации которых могут оказаться токсичными для живого организма (ртути, свинца, селена, кадмия и др.).
Вместе с растениями животные играют исключительную роль в миграции химических элементов. Выделяют три основных аспекта деятельности животных в биогенном круговороте.
1. Миграция химических элементов в результате трофической деятельности животных. Накопление элементов в биомассе животных, потребление их животными и возврат в почву. Миграция элементов по трофическим цепям.
2.Влияние роющей и гнездостроительной деятельности животных на миграцию элементов в биогеоценозах.
3.Косвенное влияние животных на круговорот элементов в биогеоценозах в результате повреждения растений и др. процессов. Все формы участия животных в круговороте косвенно влияют на биогенную миграцию элементов растений и микроорганизмов. Геохимическая деятельность животных в бывшем СССР наиболее подробно изучалась на черноземах Курской области, где был определен химический состав животных 62 видов. Наиболее заметна роющая деятельность млекопитающих, дождевых червей, социальных насекомых.
Суммарная масса животных на 1 га почвенного слоя может достигать 4 т и все они вместе с микроорганизмами участвуют во всех процессах, протекающих в почве и соответственно, в биогенном круговороте веществ.
Участвуя в круговороте веществ в природе, влияя на состояние и развитие других ее компонентов, животные играют важную роль в жизни биосферы.