Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта

Министерство труда, занятости и социальной защиты Республики Татарстан

ГБОУ СПО «Спасский техникум отраслевых технологий» г. Болгар РТ

Заочное отделение

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

ВАРИАНТ 3

по дисциплине «Экологические основы природопользования»

студента 6 курса, группы 0231 по специальности

«Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта»

ФИО  Городчикова Олега Борисовича

Адрес:  РТ  Спасский район  с. Три  Озера ул. Молодежная д.12/1

 

1. Основные законы, регулирующие взаимоотношения в системе «общество - природа» 
   По мере роста населения и интенсивности его хозяйственной деятельности происходит и возрастание антропогенной нагрузки на природную среду. Возникает вопрос о пределах противостояния природной среды этим нагрузкам и способах формирования отношений между обществом и природой, позволяющих не преступать этот предел в ходе хозяйственной деятельности. Главным условием в этом направлении является постижение и соблюдение основных экологических законов, в частности: 
   • закон внутреннего динамического равновесия, суть которого состоит в наличии ответных реакций отдельных или взаимосвязанных природных систем и их иерархий при воздействии на них вещества, энергии или информации. Любое изменение среды неизбежно приводит к развитию природных цепных реакций, идущих в сторону нейтрализации произведенного изменения или формирования новых природных систем, образование которых при значительных изменениях среды может принять необратимый характер. Даже слабые изменения одного из показателей системы могут вызвать сильные изменения в других, а также во всей системы в целом.  
   • закон толерантности — это величина выносливости организма или популяции к воздействующему на него лимитирующему фактору в диапазоне между минимумом и максимумом. Применение закона толерантности необходимо при оценке возможности акклиматизации диких видов, успешности культивирования растений, выращивания сельскохозяйственных животных и других случаях. Закон толерантности определяет положение, по которому любой избыток вещества или энергии оказывается загрязняющим окружающую среду; 
   • закон максимизации энергии — выживание или сохранение одной системы в соперничестве с другими определяется наилучшей организацией поступления в нее энергии и использование ее максимального количества наиболее эффективным способом. Для реализации закона максимизации энергии необходимо соблюдение следующих положений: обязательное создание накопителей высококачественной энергии; использование накопленной энергии на обеспечение поступления новой энергии; обеспечение кругооборота веществ; создание механизмов регулирования, поддерживающих устойчивость системы и ее способности приспособления с изменяющимся условиям; налаживание обмена энергией с другими системами для обеспечения в потребности энергией других видов.  
   • закон минимума — выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей. В соответствии с этим законом жизненные возможности организма или системы лимитируют экологические факторы, количество и качество которых близки к необходимому организму или экосистеме минимуму. При дальнейшем снижении их уровня происходит гибель организма или деструкция экосистемы. Закон минимума дополняется 
   правилом взаимодействия факторов, согласно которому организм или система в определенной мере способны заменить дефицитное вещество или действующий фактор иным функционально близким веществом или фактором. Выявление слабого звена является очень важным в оптимизации взаимоотношений между обществом и средой, в прогнозировании развития нообиогеоценозов, при экологической экспертизе проектов, позволяет рационально производить замену веществ и воздействий на менее дефицитные, что важно в природопользовании; 
   • закон обеднения разнородного вещества в островных его сгущениях — индивидуальная система, существующая в среде с более низким уровнем организации, постепенно теряет свою структуру, как бы растворяется в окружающей среде. Из этого закона следует, что любые сложные биотические сообщества, сохраненные на незначительных пространствах, обречены на деградацию. В практике природопользования этот закон диктует необходимость создания так называемых буферных зон, то есть полос земли, в пределах которых запрещаются любые действия, способные нарушить в них установившиеся природные режимы.  
   • закон ограниченности природных ресурсов, правило одного процента — все природные ресурсы Земли являются конечными. Этот закон базируется на том, что, если планета Земля представляет собой естественное ограниченное целое, то на ней не могут существовать бесконечные части. Все крупномасштабные изменения на поверхности Земли (мощные циклоны, извержения вулканов, процесс глобального фотосинтеза), как правило, имеют суммарную энергию, не превышающую 1% от энергии солнечного излучения, падающего на поверхность нашей планеты. Искусственное внесение энергии в биосферу не должно превышать этого предела; 
   • закон пирамиды энергий, правило десяти процентов -в соответствии с правилом экологической пирамиды каждый последующий трофический уровень ассимилирует не более 10% энергии предыдущего. Этот закон позволяет делать расчеты необходимой земельной площади для обеспечения населения продовольствием и другие эколого-эконо-мические расчеты. Превышение этой величины недопустимо, так как может произойти полное исчезновение популяций. Закон пирамиды энергий и правило 10% служат общим ограничением для практических целей в хозяйственной деятельности человека и природопользования; 
   • правило обязательности заполнения экологических ниш — пустующая экологическая ниша всегда бывает естественно заполнена. Положение вида, которое он занимает в общей системе биоценоза, комплекс его биоцентических связей и требований к абиотическим факторам среды называют экологической нишей вида. Примером может служить предсказанное учеными появление вируса СПИДа. Поскольку при заполнении ниши исчезнувший или уничтоженный вид заменяется функционально близким или экологически аналогичным видом и замена происходит от более крупных по размерам и высокоорганизованных форм к менее крупным и организованным, то предположили, что одна из экологических ниш будет заполнена вирусом с высокой степенью изменчивости.  
   • Правило «мягкого» управления природой заключается в опосредованном, направляющем, восстанавливающем экологический баланс управлении природными ресурсами, в организации желательных природных цепных реакций. Это правило называется также целесообразным преобразованием природы, базирующемся на восстановлении утраченной естественной продуктивности экосистем или ее повышении путем целенаправленной, согласующейся с экологическими законами деятельности.

 

2. Разрушение озонового слоя

Атмосфера – наиболее ранимая часть биосферы, так как в ней химические превращения  не «забуферены» непосредственным воздействием живого вещества, как в водоемах и верхних слоях литосферы – почвах. В то же время состояние атмосферы теснейшим образом связано с энергетикой, транспортом, промышленностью и химической работой живых организмов.

Биологическая значимость атмосферы связана, прежде всего, с наличием кислорода, продуцируемого фотосинтезирующими организмами. Микрофабрикой, где производится кислород, являются хлоропласты. Хлоропласт растительной клетки – это лаборатория по превращению квантов световой энергии.

Озоновый слой Земли – это слой атмосферы, близко совпадающий со стратосферой, лежащий между 7 и 8 (на полюсах), 17 и 18 (на экваторе) и50 км над поверхностью планеты и отличающийся повышенной концентрацией молекул озона, отражающих жесткое космическое излучение, гибельное для всего живого на Земле.

Активно поглощающий ультрафиолетовое излучение  озоновый слой создает оптимальные  световой и термические режимы земной поверхности, благоприятные для  существования живых организмов на Земле. Концентрация озона в стратосфере непостоянна, она увеличивается от низких широт к высоким и подвержена сезонным изменениям с максимумом весной (Протасов, 2000).

 Факторы разрушения  озона

Нарастание  концентрации хлорфторуглеродов (фреонов), диоксидов азота, метана и других углеводородов, поступающих в дополнение к естественным составляющим атмосферы из техногенных источников, при сжигании углеводородного сырья на транспорте способно уменьшить концентрацию озона.

Главную опасность для атмосферного озона составляет группа химических веществ, объединенных термином «хлорфторуглероды» (ХФУ), называемых также фреонами, которые впервые были получены в 1928 г. В течение полувека эти вещества считались чудо-веществами. Они нетоксичны, инертны, чрезвычайно стабильны, не горят, не растворяются в воде, удобны в производстве и хранении. И поэтому сфера применения ХФУ динамично расширялась.

Предполагают, что попадая в верхние слои атмосферы, эти инертные у поверхности  Земли вещества становятся активными. Под воздействием ультрафиолетового  излучения химические связи в  их молекулах нарушаются. В результате выделяется хлор, который при столкновении с молекулой озона превращает его в  кислород. Хлор же, соединившись временно с кислородом, опять оказывается свободным и способным к новым химическим реакциям. Его активности и агрессивности хватает на то, чтобы разрушить десятки тысяч молекул озона.

Суммарное производство фреонов, используемых при  производстве пенопластов, в холодильной, парфюмерной промышленности, бытовых  устройствах (аэрозольные баллончики) в 1988 г. достигло 1 млн. т.  
Эти высокоинертные вещества абсолютно безвредны в приземных слоях атмосферы. При медленной диффузии в стратосферу они достигают области распространения фотонов высоких энергий и при фотохимических превращениях способны разлагаться с выделением атомарного хлора. Один атом Сl способен разрушить десятки и сотни молекул O₃. Хлор интенсивно реагирует с озоном, действуя как катализатор:

О₃ + Сl = Сl + О₂.

СlO + O = Сl + O₂.

O₃ + О = 2O₂.

Аналогично действует и оксид  азота NО, техногенное поступление которого в атмосферу связано с реакциями горения углеводородного топлива. Главными поставщиками NО в атмосферу являются двигатели ракет, самолетов и автомобилей. С учетом сложившегося в настоящее время газового состава стратосферы в порядке оценки можно говорить, что около 70 % озона разрушается по азотному циклу, 17 – по кислородному, 10 – по водородному, около 2 %  по хлорному и около 1–2 % поступает в тропосферу. Вклад транспорта в разрушение озоносферы чрезвычайно велик в связи с выбросом в атмосферу оксидов азота.

Активную роль в образовании  и разрушении озона играют тяжелые металлы (медь, железо, марганец). Поэтому общий баланс озона в стратосфере регулируется сложным комплексом процессов, в которых значительными являются около 100 химических и фотохимических реакций.

В этом балансе азот, хлор, кислород, водород и другие компоненты участвуют  как бы в виде катализаторов, не меняя  своего «содержания», поэтому процессы, приводящие к их накоплению в стратосфере  или удалению из нее, существенно  сказываются на содержании озона.  
В связи с этим попадание в верхние слои атмосферы даже относительно небольших количеств таких веществ может устойчиво и долгосрочно влиять на установившийся баланс, связанный с образованием и разрушением озона.

Метан CH₄, как и оксид азота, относится к естественным компонентам атмосферы, также способен реагировать с озоном. Его техногенное поступление в результате принудительной вентиляции шахт, потерь при добыче нефти и газа, заболачивании низменных ландшафтов принимает все большие масштабы. Поэтому зафиксированное уменьшение концентрации озона не без оснований связывают с антропогенной деятельностью – техногенезом.

Огромное  влияние на снижение содержания озона  оказывают запуски ракет и  кораблей многоразового использования  типа «Шаттл» и «Энергия». Один старт  «Шаттла» – это потеря 10 млн. т  озона. Метеорологи и геофизики  давно обращают внимание космических  корпораций на этот факт. По оценкам  специалистов, после «залечивания» озоновой дыры в результате гелиогенерации озона в течение  
22-летнего солнечного цикла, в период спокойного Солнца все равно будет наблюдаться снижение концентрации озона. Более 60 % техногенного вклада в это снижение дают запуски ракет, и это может привести к расширению озонной дыры до средних широт.

Есть  еще одна гипотеза причин увеличения озоновой дыры. Она могла образоваться за счет «срыва» кометой Галлея соответствующего слоя атмосферы на высотах 14–40 км. Образование  ее началось за несколько лет до прилета кометы в центральные  районы Солнечной системы. И вот  уже несколько лет как комета уходит снова в космические просторы, а вслед за этим и исчезает «озоновая  дыра». 

 

 

3. Тепловое загрязнение окружающей среды.

Возможное влияние отработанного  тепла, сбрасываемого из электростанций в естественные водоемы - вещь неизвестная, и ее надо рассматривать внимательно. Это, конечно, не представляет опасности  для жизни человека, но может оказывать  вредное воздействие на окружающую среду. Отработанное тепло не только связано с атомными электростанциями. Обычные станции по производству электричества, сжигающие нефть  или уголь, должны также рассеивать избыточное тепло, хотя в этом случае оно в основном выбрасывается  в атмосферу через дымовую  трубу в виде горячих газов. Атомные  станции, как правило, сбрасывают большую  часть избыточного тепла в  реку или озеро.  
Если ядерный реактор расположен рядом с крупным водоемом, например очень большим озером или на берегу моря, тогда с принятием некоторых мер предосторожности вредное воздействие на окружающую среду будет сведено до минимума. Однако сооружение ядерного реактора АЭС рядом с рекой или небольшим озером требует более тщательной проверки, особенно, если станция находится в высокоразвитой в промышленном. отношении области, где на одном и том же водном пути может быть построено несколько подобных энергетических установок.  
В то же время расход воды, идущей на конденсационное охлаждение крупных АЭС, особенно в прямоточных незамкнутых системах, становится недостаточным по мере того, как повышается потребность в производимой энергии. В Великобритании сейчас действует около 300 градирен (по состоянию на 90-е годы прошлого столетия), предназначенных для сдерживания тепловых выбросов в окружающую среду. А в США (по некоторым данным), к 2000 году для охлаждения параэлектрических установок используется около половины имеющегося в распоряжении фонда воды из природных источников. Одной только атомной электростанции мощностью 1000 МВт, использующей прямоточную незамкнутую систему охлаждения, требуется около 50 м3/с воды, что эквивалентно общему потреблению воды в городе размером с Чикаго.  
Вместо того чтобы считать это тепло нежелательным загрязнителем окружающей среды, сделаны попытки утилизировать данную бросовую энергию для возделывания морских культур и других целей. Применение отработанного тепла включает н себя обогрев теплиц, орошение теплой водой участков полей, Прогревание почвы и защиту урожая от заморозков. В области возделывания морских культур тепло, сбрасываемое энергетическими станциями, в Последнее время стали использовать с целью поддержания оптимальной температуры воды для создания оптимальных условий для размножения рыб и роста и повышения урожайности морских растительных продуктов питания. Япония была первой страной, сделавшей разработки в этом направлении. В течение 25 лет в этой стране проводили эксперименты по использованию тепла, сбрасываемого в водоемы обычными электростанциями, для создания условий выращивания креветок, угрей и морских лещей. С 1971 г. выполняется большая программа по возделыванию аквакультуры, включающая разведение креветок и рыб на основе использования отработанного тепла первой японской атомной станции с токайским реактором фирмы «Japan Atomic Power Company». Другим примером успешного использования тепловых отходов служит коммерческая деятельность американской компании «Long Island Oyster Farm», которая утилизирует тепловые выбросы промышленных фабрик для ускорения роста устриц на ранних стадиях развития. Путем селекции, размножения личинок и выращивания устриц в инкубаторе с последующим размещением их в лагуне, омываемой теплой водой из энергетической станции в течение 6 мес, привело к тому, что обычный период развития, равный 4 - 6 годам, сократился до 2,5 - 3,25 лет.