 |
Появление отходов и сбросов
|
|
|
|
Макулатура, остатки опытных образцов изделий, материалы, сбросы
| Технологические отходы, сбросы и отбракованная продукция |
| ||||||||||||||||||||
| Потери при транспортировании, тара, упаковка | |||||||||||||||||||||
| Потери при хранении, эксплуатации | |||||||||||||||||||||
| Детали, материалы |
| ||||||||||||||||||||
|
| |||||||||||||||||||||
| (брак) | |||||||||||||||||||||
| Разработка | Производство | Реализация | Эксплуатация | Ремонт | Ликвидация | ||||||||||||||||
| изделия | продукции | продукции | продукции | изделий | отходов I, II | ||||||||||||||||
Запчасти
I. ТЕХНОГЕННАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ
Вторичные изделия
Сертифицированные материалы, изделия
Вторичные сырье, материалы, изделия, энергоресурсы Вторичные ресурсы, сырье, материалы, с новыми свойствами
II. ВИТА-ЭКООПАСНАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ
Удаление опасных отходов путем захоронения, уничтожения, вывоза
и/или обезвреживания в земле, в различных средах, в космосе
Рис. 1. Основные стадии жизненного цикла продукции
5
В перспективе ожидается не ослабление, а усиление антропогенного давления на природу, увеличение влияния человека на окружающую среду. Но существует надежда, что негативные результаты антропогенных воздействий, которые обедняют природу и наносят ей ущерб, будут все больше заменяться сознательными и рациональными действиями,направленными на ее улучшение.
|
|
|
Сегодня основной стратегической линией в научной и хозяйственной деятельности людей должна стать формула: понять,чтобы предвидеть;предвидеть, чтобы рационально использовать.
До последнего времени представление о безграничности наших природных богатств порождало их нерациональное использование, а также примиренческое отношение к фактам загрязнения окружающей среды. Вопросы охраны природы считались второстепенными. Для ликвидации конфликта между природой и хозяйственной деятельностью человека необходимо перейти к принципиально иной форме связи общества и природы – замкнутой системе или рациональному типу природопользования.
Для решения задач по вышеперечисленным направлениям природоохранной политики необходимо иметь соответствующую программу действия, правовую, экономическую и информационную основу, а такжесоциально-психологическую направленность воспитания у людей бережного отношения к окружающей среде.
Всю совокупность организмов на планете В.И. Вернадский назвал живым веществом,рассматривая в качестве основных характеристиксуммарную массу, химический состав и энергию. В состав биосферы кроме живого вещества (растительного, животного и микроорганизмов) входят биогенное вещество (продукты жизнедеятельности живых организмов–каменный уголь, битумы, нефть), биокосное вещество (продукты распада и переработки горных и осадочных пород живыми организмами – почвы, кора выветривания, все природные воды, свойства которых зависят от деятельности на Земле живого вещества) и, наконец, косное вещество – совокупность тех веществ в биосфере, в образовании которых, как считается, живые организмы не участвуют (горные породы магматического, неорганического происхождения, вода, космическая пыль, метеориты).
|
|
|
Следовательно, биосфера – это та область Земли, которая охвачена влиянием живого вещества. С современных позиций биосферу рассматривают как наиболее крупную, глобальную экосистему, поддерживающую планетарный круговорот веществ.
Современная жизнь распространена в верхней части земной коры (литосфере), в нижних слоях воздушной оболочки Земли (атмосфере) и в водной оболочке Земли (гидросфере).
Концентрация и активность жизни особенно велики у поверхности Земли. Водоемы заселены по всей толще, со сгущениями у поверхности и у дна. Выделяются своим богатством прибрежные и мелководные участки. На суше более 90% живого вещества, или биомассы, сосредоточено в слое на несколько метров вглубь и на несколько десятков метро (высокое дерево) вверх от поверхности. Следовательно, жизнь сосредоточена в тончайшей пленке планеты, где и протекают главные процессы взаимодействия живой и неживой (косной) природы. Этот тонкий деятельный слой нередко называют биогеосферой, биогеоценотическим покровом, ландшафтной оболочкой. Места наибольшей концентрации организмов в биосфере В.И. Вернадский назвал «пленками жизни».
Чтобы биосфера продолжала существовать и на Земле не прекращалось развитие жизни, должны происходить непрерывные химические превращения ее живого вещества. Иными словами, вещества после использования одними организмами должны переходить в усвояемую для других организмов форму. Такая циклическая миграция веществ и химических элементов может осуществляться только при определенных затратах энергии, источником которой является Солнце. Академик В.Р. Вильямс указывал, что единственный способ придать чему-то конечному свойства бесконечного – это заставить конечное вращаться по замкнутой кривой, т.е. вовлечь его в круговорот.
Круговорот веществ –это многократное участие веществ в процессах,протекающих в атмосфере, гидросфере, литосфере, в том числе и их слоях, которые входят в биосферу планеты. При этом выделяют два основных круговорота: большой (геологический) и малый (биогенный и биохимический).
|
|
|
Большой круговорот длится сотни миллионов лет.Горные породыподвергаются разрушению, выветриванию, а продукты выветривания, в том числе растворимые в воде питательные вещества, сносятся потоками воды в Мировой океан. Здесь они образуют морские напластования и лишь частично возвращаются на сушу с осадками, с извлеченными человеком из воды организмами. Крупные, но медленно протекающие геотектонические изменения (опускание материков и поднятие морского дна, перемещение морей и океанов) приводят к тому, что эти напластования возвращаются на сушу и процесс повторяется. Границы геологического круговорота значительно шире границ биосферы, его амплитуда захватывает слои земной коры далеко за пределами биосферы. И, самое главное, − в процессах указанного круговорота живые организмы играют второстепенную роль.
Напротив, биологический круговорот вещества проходит в границах обитаемой биосферы и воплощает в себе уникальные свойства живого вещества планеты. Будучи частью большого, малый круговорот осуществляется на уровне биогеоценоза, он заключается в том, что питательные вещества почвы, вода, углерод аккумулируются в веществе
растений, расходуются на построение тела и жизненные процессы как их самих, так и организмов-консументов. Продукты разложения органического вещества почвенной микрофлорой и мезофауной (бактерии, грибы, моллюски, черви, насекомые, простейшие и др.) вновь разлагаются до минеральных компонентов, опять-таки доступных растениям и поэтому вновь вовлекаемых ими в поток вещества.
Круговорот химических веществ из неорганической среды через растительные и животные организмы обратно в неорганическую среду с использованием энергии Солнца и химических реакций называется биогеохимическим циклом. Его часто называют большим биосфернымкругом, имея в виду безостановочный планетарный процесс перераспределения вещества, энергии и информации, многократно входящих
|
|
|
в непрерывно обновляющиеся экологические системы биосферы. Биогеохимические круговороты в биосфере подразделяют на: 1)
круговорот газового типа с резервным фондом веществ в атмосфере или гидросфере (азота, кислорода, диоксида углерода, водяных паров) и 2) круговорот осадочного типа с менее обширными резервуарами в земной коре (фосфора, кальция, железа).
Круговорот воды. Постоянный перенос воды происходит с одногоместа в другое в масштабе всей планеты, главным образом между океаном и сушей. Он осуществляется в основном непосредственно за счет энергииСолнца, однако живые организмы оказывают на него важное регулирующее воздействие. В процессе переноса воды часто происходит изменение агрегатного состояния последней (превращение жидкой воды в твердую, парообразную и наоборот), что позволяет поддерживать равновесие между суммарным испарением и выпадением осадков на планете.
Испаряясь, вода с содержащимися в ней некоторыми веществами воздушными течениями переносится на десятки, сотни и тысячи километров. Выпадая в виде осадков, она способствует разрушению горных пород, делает их минералы доступными для растений и микроорганизмов, размывает верхний слой, после чего уходит вместе с растворенными частицами в океаны и моря. Подсчитано, что с поверхности Земли только за 1 минуту испаряется около одного миллиарда тонн воды и столько же выпадает обратно в виде осадков.
Общий объем воды, поступающей из атмосферы на поверхность Земли, составляет за год около 500 тыс. км³ и таково же количество испаряющей воды. При этом на континентах выпадает за год 109 тыс. км³, а испаряется 72 тыс. км ³. Разница в 37 тыс. км³ и есть значение полного поверхностного речного стока.
Круговорот углерода гораздо в большей степени,чем круговорот воды,зависит от деятельности живых организмов. Диоксид углерода атмосферы ассимилируется наземными растениями в ходе фотосинтеза и включается в состав органических веществ. В процессе дыхания растений, животных и микроорганизмов углерод, содержащийся в организме, вновь переходит в атмосферу в виде СО2. Эти два процесса полностью уравновешены: лишь около 1% углерода, усвоенного растениями, откладывается в виде торфа и удаляется из круговорота.
Удивительный факт: всего за 7 – 8 лет живые организмы пропускают через свои тела весь углерод, содержащийся в атмосфере. Подсчитано, что все зеленые растения Земли ежегодно извлекают из атмосферы до 300 млрд т диоксида углерода (86 млрд т углерода). При этом годичный круговорот массы углерода на суше определяется как массой составляющих его звеньев биосферы, так количеством углерода, захватываемого каждым звеном.
|
|
|
Круговорот кислорода является планетарным процессом,связывающим атмосферу и гидросферу с земной корой. Основными узловыми звеньями его являются: образование свободного кислорода при фотосинтезе, последующие затраты на дыхание, протекание реакций окисления органических остатков и неорганических веществ (например, сжигание топлива) и других химических преобразований. Они способствуют образованию таких окислительных соединений, как диоксид углерода, вода, после чего указанные вещества вовлекаются в новый цикл фотосинтетических превращений. Подсчитано, что весь кислород атмосферы проходит через живое вещество Земли за 2 тысячи лет.
Круговорот кислорода есть ярко выраженная активная геохимическая деятельность живого вещества, его ведущая роль в этом циклическом процессе. Ежегодное продуцирование кислорода земной растительность
планеты составляет около 300 × 109 т. При этом почти 3/4 этого количества выделяется растительностью суши и лишь немногим более четверти – фотосинтезирующими организмами Мирового океана.
Помимо вышеупомянутых основных элементов, которые принимают участие в биологическом круговороте веществ, важную роль играют также азот, калий, фосфор, сера, натрий и некоторые другие элементы, входящие в состав питания растений. В той или иной степени все элементы таблицы Д.И. Менделеева вовлечены в биологический круговорот.
Контрольные вопросы к лекции 2
1. Что такое техносфера?
2. Дайте определение «окружающая среда» и «окружающая природная среда».
3. Перечислите основные аспекты охраны окружающей среды.
4. Объясните сущность составляющих биосферу биогенное вещество, биокосное вещество и косное вещество.
5. Что называют биогеохимическим циклом?
6. Биогеохимические круговороты в биосфере, их виды и значение.
|
|
|
