Войти
Закрыть

Хімічне та біологічне забруднення довкілля

11 Клас

Хімічне забруднення. Хімічні елементи та речовини, які за досягнення певної концентрації у середовищі спричиняють токсичний ефект, називають токсикантами. Отруйні сполуки, які виробляють організми, - це токсини (як-от, бактеріотоксини (виробляють бактерії), мікотоксини (гриби), зоотоксини (тварини)). Вони зазвичай небезпечні для людини, але відіграють певну роль у природі (поміркуйте яку). Речовини, які синтезує людина і які є чужорідними для біосфери, мають назву ксенобіотики (пестициди, мінеральні добрива, мийні засоби, барвники, паливно-мастильні матеріали, ліки тощо). Вони надзвичайно повільно розкладаються, не включаються у біогеохімічні цикли і тому накопичуються у довкіллі. Потрапляння ксенобіотиків усередину організму може спричинити отруєння, алергічні реакції, порушити обмін речовин, знизити імунітет, виявити мутагенну дію тощо. За хімічною природою токсиканти поділяють на неорганічні (важкі метали, радіонукліди) та органічні (феноли, нафтопродукти, пестициди, формальдегіди, бензпірен - утворюються під час спалювання палива). Цікаво знати 1956 року в японському місті Мінамата були зареєстровані випадки нової нервової хвороби. В уражених людей відзначали порушення рухової активності, мови, послаблення зору та слуху, іноді - порушення свідомості, параліч і навіть смерть. Дослідження встановили, що причиною хвороби стали скидання у води бухти Мінамата сполук неорганічного Меркурію. У донних мікроорганізмах ці сполуки перетворювалися на більш токсичні органічні, здатні накопичуватись в організмах. Далі ланцюгами живлення такі сполуки, зокрема з рибою, надходили в організм людини. Проблема забруднення бухти Мінамата сполуками Меркурію не вирішена й досі. Пестициди складно піддаються мікробіологічному розкладанню і характеризуються вираженими токсичними властивостями (мал. 41.1). Багато пестицидів можуть поширюватись далеко від місця їхнього застосування. Наприклад, у середині 1960-х рр. ДДТ було виявлено у печінці пінгвінів в Антарктиці. На сучасному етапі практикують застосування пестицидів останніх поколінь - синтетичних аналогів природних сполук біологічного походження. Вимоги до таких пестицидів: токсична дія лише на шкідливі для людини організми, мінімальне забруднення довкілля й швидке розкладання....
0 Переглянути

Види забруднення, їхні наслідки для природних і штучних екосистем та для здоров’я людини. Забруднення механічне та фізичне

11 Клас

Забруднювачі - різноманітні природні або штучні агенти, які потрапляють у навколишнє природне середовище в концентраціях, що перевищують звичайний природний фон і негативно впливають на організми, порушуючи рівновагу в екосистемах. Види забруднення. За своїм походженням забруднення буває природним і антропічним (антропогенним) (мал. 40.1). Природне забруднення відбувається без втручання людини (наприклад, виверження вулканів, пожежі внаслідок удару блискавок, потрапляння певних видів організмів у невластиві їм екосистеми). Антропогенне забруднення є результатом впливу діяльності людини на екосистеми (як-от, забруднення довкілля побутовими та промисловими відходами, внесення отрутохімікатів, викиди радіонуклідів унаслідок аварій на АЕС). Механічне забруднення - надходження до середовища хімічно та біологічно інертних для організмів твердих матеріалів (наприклад, тверді побутові та промислові відходи, частинки ґрунту, які зі стоками потрапляють у водойми) (мал. 40.3). Особливо небезпечним є забруднення полімерними матеріалами (наприклад, пластиковими виробами: пляшками, пакетами тощо). Завдання. Вироби з пластмас дуже повільно розкладаються, а їхнє щорічне виробництво тільки зростає. Використовуючи різноманітні інформаційні джерела, підготуйте інформацію про можливе розв’язання цієї ситуації. Фізичне забруднення. Залежно від природи розрізняють: теплове, світлове, шумове, електромагнітне та радіоактивне (радіаційне) забруднення. Теплове забруднення пов’язане з надходженням у повітря, ґрунт або водойми надлишкової теплової енергії (у вигляді нагрітого повітря або води). Часто воно пов’язане з інтенсивним використанням енергоносіїв (робота ТЕЦ та АЕС, транспорту тощо). Одним з основних шляхів запобігання тепловому забрудненню є економне використання традиційних енергетичних ресурсів (нафти, вугілля) і перехід на відновні джерела енергії (енергія водних потоків, припливів і відпливів, сонячна та вітрова енергія тощо)....
0 Переглянути

Сучасні екологічні проблеми у світі та в Україні

11 Клас

Нині діяльність людини стала провідним екологічним фактором, що поставила її перед складним вибором: або і далі жити, нехтуючи законами природи, або ж розвивати те, що американський еколог і захисник навколишнього природного середовища Ольдо Леопольд (1887-1948) називав «екологічною совістю», тобто відповідальністю перед наступними поколіннями людей за стан планети. Перелік екологічних проблем, породжених діяльністю людини, досить довгий. Зростання населення Землі (мал. 39.1). За розрахунками вчених, у VII тисячолітті до н. е. населення Землі не перевищувало 10 млн особин. На початку нашої ери населення планети становило приблизно 300 млн, у середині XVII ст. - майже 700 млн, у 1970 р. - 3,6 млрд, у 1990 - 5,3 млрд особин. У червні 2018 р. населення Землі сягнуло 7,6 млрд. Якщо ця тенденція зростання народонаселення зберігатиметься, то вже в 2050 р. воно сягне понад 9 млрд. Отже, за останні 50 років населення Землі зросло вдвічі, тобто відбувається справжній демографічний вибух, наслідки якого у майбутньому неможливо передбачити. Зокрема, зростання народонаселення загострює проблему забезпечення продовольчими ресурсами. При цьому регіони з найбільшою густотою населення часто не збігаються з місцевостями з найбільш розвиненим сільським господарством. Наприклад, у країнах Європи, Північної Америки, Австралії, де виробляють до 60 % харчових продуктів, мешкає лише 30 % населення Землі, тоді як для Східної Азії це співвідношення становить відповідно 28 % і 53 %. Процеси урбанізації (від лат. урбанус - міський). Стрімкий розвиток промисловості та торгівлі супроводжується інтенсивним розвитком міст, зокрема мегаполісів (від грец. мегас - великий і поліс - місто). Нині в містах проживає майже 40 % населення планети, хоча вони займають не більше 0,5% її площі. Великі міста та їхні околиці є прикладом природного середовища, найбільш спотвореного діяльністю людини. Це і руйнування природних екосистем, і забруднення промисловими та побутовими відходами, й інтенсивний рух транспорту тощо (мал. 39.2)....
0 Переглянути

Учення В.І. Вернадського про біосферу та ноосферу

11 Клас

Біосфера та її межі. Поняття біосфера (від грец. біос - життя та сфера - куля) запропонував австрійський геолог Едуард Зюсс (1831-1914) у 1875 р. Учення про біосферу створив український учений В.І. Вернадський (мал. 38.1). Біосфера не утворює окремої живої оболонки Землі, а є частиною її геологічних оболонок, заселених організмами. Вона охоплює верхню частину твердої оболонки Землі (літосфери), всю товщу водної (гідросфери) та нижній шар повітряної (атмосфери) і становить собою сукупність усіх біогеоценозів Землі, єдину глобальну екосистему вищого порядку. Углиб літосфери організми можуть проникати на відносно незначні глибини. Наприклад, на глибинах 2-4 км мешкають лише деякі групи бактерій, переважно у нафтоносних пластах. У гідросфері життя трапляється на будь-яких глибинах, навіть максимальних (близько 11 000 м). В атмосфері поширення організмів обмежено озоновим екраном. Максимальна висота, на якій було виявлено спори бактерій і грибів, - близько 22 км. Найвищу концентрацію біомаси спостерігають там, де умови існування організмів найбільш сприятливі та різноманітні - на межах літосфери та атмосфери, атмосфери та гідросфери, гідросфери та літосфери. Основні положення вчення В. Вернадського про біосферу. В.І. Вернадський розглядав біосферу як органічну єдність живого та неживого. Усю сукупність організмів на планеті Земля, включно з людиною, учений називав живою речовиною. Основними її характеристиками є: сумарна біомаса, хімічний склад та енергія. У біосфері активно відбувається обмін речовин і перетворення енергії, які визначаються сумарною активністю всіх організмів. Завдяки фотосинтезу щорічно жива речовина Землі продукує близько 160 млрд тонн сухої органічної речовини, з якої приблизно 1/3 синтезують біогеоценози Світового океану, а 2/3 - суходолу. Отже, біосфера є глобальним акумулятором і трансформатором енергії Сонця, без якої неможливе життя на Землі. Біосфері притаманні механізми самопідтримання та самовідтворення. Ці властивості проявляються в регуляції постійного газового складу атмосфери, сталого складу і концентрації солей Світового океану, у підтриманні потрібних для існування організмів фізичних умов на поверхні Землі за допомогою озонового екрану. В.І. Вернадський сформулював три біогеохімічні принципи: 1) біогенна міграція хімічних елементів у біосфері завжди проявляє тенденцію до свого максимального прояву; 2) еволюція видів під час історичного розвитку біосфери спрямована...
0 Переглянути

Властивості біогеоценозів. Сукцесії

11 Клас

Властивості біогеоценозів. Формування певного біогеоценозу - тривалий еволюційний процес. Під час його розвитку ускладнюється структура, зростає видове різноманіття, формуються цілісність, стійкість, здатність до самовідтворення та саморегулювання. Цілісність біогеоценозів забезпечують взаємодії організмів як усередині популяцій (наприклад, внутрішньовидова конкуренція), так і між популяціями різних видів (міжвидова конкуренція, хижацтво, фітофагія, паразитизм тощо). Про це твердить правило взаємопристосованості: види у біогеоценозі пристосовані один до одного таким чином, що їхнє угруповання становить єдину систему із взаємопов’язаних компонентів. Цьому сприяють потоки спадкової інформації між особинами одного виду (передача генетичної інформації від батьків нащадкам) і між особинами різних видів (горизонтальне перенесення генів). Фактори неживої природи впливають на життєдіяльність організмів, а вони, відповідно, - на мікроклімат біогеоценозу. Унаслідок цього виникають потоки енергії та колообіг речовин, які зв’язують ці складові в єдину систему. Стійкість біогеоценозів залежить від видового різноманіття, сталості зв’язків між популяціями різних видів (насамперед трофічних), від ступеня внутрішньої впорядкованості. Багатовидові біогеоценози зазвичай добре структуровані, розгалужена трофічна сітка забезпечує швидкість потоків енергії та сталість колообігу речовин. Здатність біогеоценозів до самовідтворення зумовлена взаємодією саморегульованих популяцій, які входять до їхнього складу, та забезпечується наявними ресурсами довкілля (вода, їжа, гази тощо). Різноманітні біотичні зв’язки, насамперед трофічні, забезпечують здійснення потоків енергії та колообігу речовин. Завдяки міжвидовим зв’язкам діяльність одних організмів компенсує вплив на середовище мешкання інших. Наприклад, завдяки процесам мінералізації, які здійснюють редуценти, у ґрунт повертаються мінеральні сполуки, які споживають рослини та гриби. Біогеоценози самовідтворюються й на популяційному рівні: завдяки розмноженню особин кожного виду відновлюється чисельність, густота популяцій і біомаса окремих видів, а також біомаса та видове різноманіття самого біогеоценозу. Саморегулювання біогеоценозів. Як регулювальні фактори при цьому діють внутрішньовидові та міжвидові зв’язки, які зменшують коливання чисельності окремих видів (пригадайте ці зв’язки). Гомеостаз біогеоценозу - це його здатність протистояти зовнішнім і внутрішнім змінам,...
0 Переглянути

Продуктивність екосистем різного типу. Агроценози

11 Клас

Окремі біогеоценози нашої планети відрізняються за різними показниками: структурою, продуктивністю, величинами та швидкістю потоків речовин та енергії, співвідношенням створеної первинної та вторинної продукції, швидкістю утилізації органічних решток, площею, яку вони охоплюють, видовим різноманіттям тощо. Біомаса і продуктивність наземних біоценозів. Найнижча продуктивність характерна для біогеоценозів тундри та пустель, найвища - для вологих тропічних лісів (мал. 36.1) (поясніть чому). У біогеоценозах антарктичних і помірних регіонів низькі зимові температури та відносно короткий фотоперіод негативно позначаються на їхній продуктивності. Нестача вологи обмежує продуктивність біогеоценозів посушливих регіонів, незважаючи на сприятливе поєднання температури та режиму освітлення. Отже, продуктивність наземних біогеоценозів різко знижується від вологих тропіків до регіонів з помірним і прохолодним кліматом. Біогеоценози боліт займають наче проміжне положення між наземними і водними, часто вони високопродуктивні. Продуктивність водних біогеоценозів. Різноманітні морські біогеоценози можна поділити на два типи: прибережні та відкритих вод. Для біогеоценозів Світового океану характерна досить низька продуктивність, яка в кілька разів нижча за продуктивність наземних, а біомаса їхніх продуцентів - нижча у тисячі разів. Підраховано, що продуктивність біогеоценозів відкритого океану становить не більше 10 % від продуктивності лісових екосистем помірної зони. Продуценти водних біогеоценозів - це переважно водорості. Вони швидко продукують біомасу за рахунок високих темпів розмноження і швидкої зміни поколінь, але її так само швидко споживають консументи. Отже, запас біомаси, яку створюють водні продуценти, постійно залишається на низькому рівні. Біомаса в морських біогеоценозах переважно запасається консументами вищих порядків (риби, китоподібні, морські птахи тощо), які мають більшу тривалість життя і меншу швидкість зміни поколінь. Продуктивність біогеоценозів прісних вод - озер, ставків, боліт і річок подібна до продуктивності аналогічних морських....
0 Переглянути

Перетворення енергії в біогеоценозах

11 Клас

Перетворення енергії в біогеоценозах. Потоки речовин та енергії в біогеоценозах підпорядковуються певним закономірностям. По-перше, це закон збереження маси: маса речовин, які вступають у хімічну реакцію, має дорівнювати масі речовин, що утворилися в процесі реакції. По-друге, це закон збереження енергії (перший закон термодинаміки): енергія не створюється і не зникає, вона лише може переходити з одного стану в інший. Другий закон термодинаміки стверджує, що при переході енергії з одного стану в інший частина її розсіюється у вигляді тепла, унаслідок чого вона втрачається системою. Ви вже знаєте, що біогеоценози, як і окремі організми, є відкритими системами, що потребують постійного надходження речовини та, насамперед, енергії ззовні (мал. 35.1). Основним джерелом цієї енергії є сонячне світло, яке фототрофи вловлюють і перетворюють в енергію хімічних зв’язків синтезованої ними органічної речовини. Гетеротрофні організми отримують потрібну їм енергію внаслідок ферментативного розкладу органічних речовин. Лише незначна частина енергії сонячного світла, яка сягає поверхні Землі (близько 1 %), фіксується продуцентами, інша ж відбивається в космос або розсіюється у вигляді теплоти. Уперше на провідну роль зелених рослин у забезпеченні енергією усіх мешканців нашої планети звернув увагу всесвітньовідомий учений Климент Аркадійович Тімірязєв (1843-1920), який обґрунтував положення про космічну роль зелених рослин (а також інших фототрофних організмів) у функціонуванні біосфери. Згідно із цим положенням фототрофні організми, уловлюючи сонячні промені та перетворюючи світлову енергію на енергію хімічних зв’язків синтезованих ними органічних сполук, забезпечують існування й розвиток життя на Землі. Організми, які споживають зелені рослини, засвоюють для побудови речовин свого тіла лише незначну частину енергії хімічних зв’язків своєї їжі (не більше 10-20 %). Решта розсіюється у вигляді теплоти і витрачається на процеси життєдіяльності. Те саме спостерігають і при поїданні фітофагів хижаками і т. п. Отже, на кожному етапі передачі енергії від одних організмів до інших більша частина її витрачається у вигляді теплоти і лише незначна частка перетворюється на потенційну енергію хімічних сполук у процесах пластичного обміну....
0 Переглянути

Взаємозв’язки організмів у біогеоценозах

11 Клас

• Відомий еколог Георгій Францович Гаузе (1910-1986) сформулював принцип конкурентного виключення: два види організмів не можуть стабільно існувати в обмеженому просторі, якщо зростання чисельності обох видів обмежене певним життєво необхідним ресурсом. Один з конкуруючих видів завжди матиме перевагу над іншим, унаслідок чого менш конкурентоспроможний вид буде витіснений з біогеоценозу або ж його екологічні вимоги мають бути змінені. Особини, що конкурують, можуть безпосередньо не взаємодіяти між собою, але реагують на зниження рівня певного ресурсу середовища мешкання у довкіллі через присутність конкурентів (наприклад, зменшення запасів здобичі для вовків унаслідок її споживання іншими хижаками). Цікаво знати Явище негативного впливу одних організмів (рослин, грибів, тварин, мікроорганізмів) на інші (їхній ріст, розвиток, розмноження) виділенням біологічно активних речовин у довкілля має назву алелопатія (від грец. аллелон - взаємно та патос - страждання). За допомогою біологічно активних речовин такі рослини пригнічують ріст інших і можуть проникати у рослинні угруповання, де вони раніше не зростали. Тому людина має враховувати характер взаємозв’язків між різними видами рослин при спільному їхньому висіванні на одній ділянці або плануючи сівозміни. Найбільш важливими для нормального функціонування будь-якого біогеоценозу є трофічні зв’язки. На малюнку 35.2 наведені основні варіанти гетеротрофного живлення....
0 Переглянути

Біогеоценоз та його структура

11 Клас

Біогеоценози як особливий рівень організації живої матерії. Ви вже знаєте, що популяції різноманітних видів мікроорганізмів, грибів, рослин і тварин існують не окремо одні від одних, а взаємодіють між собою, утворюючи єдиний функціональний комплекс - біоценоз. Кожен вид може існувати у формі популяцій лише завдяки зв’язкам з іншими видами. Біоценоз — історично сформована сукупність усіх видів організмів, які населяють ділянку місцевості з однорідними умовами існування й взаємодіють між собою. Термін «біоценоз» запропонував 1877 р. німецький учений Карл Август Мьобіус (1825-1908) - один із фундаторів екології. Популяції різних видів, які входять до складу певної екосистеми, тісно пов’язані не лише між собою, а й з умовами фізичного середовища мешкання (мал. 33.1). Вони отримують з довкілля певні речовини, потрібні для забезпечення їхньої життєдіяльності, та виділяють туди продукти обміну речовин. Екосистема — це сукупність організмів різних видів, які взаємодіють між собою і з фізичним середовищем мешкання таким чином, що всередині такої біологічної системи виникають потоки енергії та колообіг речовин, які зв’язують усі її складові в єдину цілісну систему. Пригадаємо: колообіг речовин - це обмін речовинами між абіотичною (неживою) та біотичною (живою) частинами екосистем (завдання: знайдіть їх на мал. 33.1). Термін «екосистема» 1935 р. запровадив англійський учений, один з перших екологів Артур Тенслі (1871-1955). 1942 р. відомий фахівець у галузі вивчення рослинних угруповань Володимир Миколайович Сукачов (1880-1967, народився в с. Олександрівка на Харківщині) запропонував термін «біогеоценоз». Згідно з його поглядами, біогеоценоз - це екосистема, що займає певну однорідну ділянку місцевості. Так В. Сукачов започаткував новий напрям екологічних досліджень - біогеоценологію, що вивчає структуру та функціонування біогеоценозів....
0 Переглянути

Чисельність популяцій та механізми її регуляції

11 Клас

Популяційні хвилі. Ви вже знаєте, що одними з показників, які характеризують стан популяції, є її чисельність та густота. Зазвичай ці показники взаємопов’язані, оскільки популяції займають певну площу (або об’єм, у разі мешканців водойм або ґрунту). Чисельність та густота популяцій навіть за сталих умов існування непостійні в часі, вони можуть періодично чи неперіодично змінюватися під впливом різноманітних факторів. Коливання чисельності популяцій називають популяційними хвилями, або хвилями життя. Популяційні хвилі можуть бути сезонними або несезонними. Сезонні популяційні хвилі зумовлені особливостями життєвих циклів організмів або сезонною зміною кліматичних факторів. Несезонні популяційні хвилі спричиняють різні екологічні фактори: кліматичні, інтенсивний вплив хижаків або паразитів, господарська діяльність людини тощо. Збільшення чисельності популяції залежить від величини її репродуктивного (біотичного) потенціалу. Це теоретичний максимум нащадків від однієї пари батьків (або однієї особини у гермафродитних організмів), що народилися за одиницю часу (місяць, рік тощо). Запам'ятаємо Репродуктивний потенціал характеризує здатність даного виду до розмноження за відсутності лімітуючих факторів. Кожному виду організмів притаманний свій репродуктивний потенціал. Наприклад, видам, які не проявляють турботу про нащадків, властива висока плодючість. Так, риба-місяць одночасно відкладає до 300 млн ікринок. Натомість самки триголкової колючки відкладають у гніздо, яке будує та охороняє самець, лише по 20-100 ікринок. Класичним прикладом великої плодючості є нематода сферулярія, яка паразитує у джмелів. Статеві органи самки, що випинаються назовні й заповнені яйцями, переважають об’єм решти тіла у 15-20 тис. разів (мал. 32.1)....
0 Переглянути
Вперед
1 ... 311 312 313 314 315 316 317 318 319 ... 343
Назад

Навігація