Реферат: Н. Л. Березуцька > Н. В. Денисенко > Л.І. Марченко > О. В. Усенко > І.І. Хондак

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ


МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до самостійної роботи з дисципліни “Основи екології”

для студентів усіх спеціальностей


ЗАТВЕРДЖЕНО

кафедрою “Охорона праці”

Протокол № ___ від ___”_______


Харків 2005

Методичні вказівки до самостійної роботи з дисципліни “Основи екології” для студентів усіх спеціальностей/ Упоряд. Дзюндзюк Б.В., Березуцька Н.Л., Усенко О.В., Марченко Л.І., Хондак І.І., Денисенко Н.В.– Харків: ХНУРЕ, 2005. - с.


Упорядники: Б.В. Дзюндзюк

Н.Л. Березуцька

Н.В. Денисенко

Л.І. Марченко

О.В. Усенко

І.І. Хондак


ЗМІСТ


Вступ………………………………………………………………………………….

1 Мета та задачі дисципліни …………………………………………………………

2 Робоча програма дисципліни ………………………………………………………

3. Основні рекомендації з організації самостійної роботи ………………………...

4 Методичні вказівки студентам ……………………………………………………

5 Індивідуальні розрахункові завдання ……………………………………………

Додаток А. Характеристика джерела викидів………………………………………

Додаток Б. Визначення гранично допустимого викиду шкідливих речовин (ГДВ) з одиночного джерела………………………………………………………..

Додаток В. Початкові дані для визначення ГДВ……………………………………

Додаток Г. Послідовність підбору та розрахунку параметрів систем пилогазоуловлювання………………………………………………………………...

Додаток Д. Перелік апаратів очистки викидів………………………………………


ВСТУП


На сучасному етапі розвитку суспільства екологія вирішує коло проблем і використовує методи, матеріали і принципи, які виходять далеко за межі суто біологічних наук.

Сучасна екологія є однією з головних фундаментальних наук, своєрідною філософією виживання людства, стратегією перебудови цивілізації у XXI сторіччі, яка повинна відповідати сучасним реаліям взаїмовідносин населення планети і навколишнього середовища, головним чином моральної перебудови на базі розвитку колективного інтелекту, повного порозуміння, взаїмодії і взаїмодопомоги усіх націй у справі збереження Біосфери і стабільного розвитку.

Усі рішення, пов’язані з використанням природних чи людських ресурсів, з втручанням у процеси життєдіяльності біосфери, повинні прийматися з урахуванням близьких та далеких екологічних наслідків.

“Основи екології” – це наукова дисципліна, що вивчає взаємодію господарської діяльності людини, зокрема промисловості, транспорту, енергетики з навколишнім природним середовищем, і що розробляє принципи та засоби, що виключають прямі і побічні негативні антропогенні впливи на біосферу.

Дисципліна “Основи екології” базується на знаннях, отриманих студентами під час вивчення дисциплін загальної хімії, фізики і вищої математики.

Обсяг дисципліни - 54 години. Лекцій – 20 годин, лабораторних робіт – 8 годин, самостійних робіт – 26 годин. Самостійне вивчення матеріалу рекомендовано проводити за наведеною нижче літературою та даними методичними вказівками. Необхідно також виконати індивідуальне розрахункове завдання. Підсумковий контроль (залік) проводиться наприкінці модулю.

Можливі зміни в розподілі часу за видами занять.

^ 1 МЕТА ТА ЗАДАЧІ ДИСЦИПЛІНИ

1.1 Мета дисципліни - передати студентам знання про закономірності взаємодії суспільства та природи; основні природоохоронні проблеми, що виникають в умовах сучасного промислового виробництва; вплив зміненого середовища на людину; засоби захисту, відновлення і раціонального використання природних ресурсів; управління якістю навколишнього середовища на базі сучасних досягнень науки, техніки та технології з захисту навколишнього природного середовища.


1.2 Основні задачі

- вивчення глобальних проблем екології;

- вивчення законів екології;

- вивчення екологічних факторів та їхнього впливу на здоров’я людини;

- вивчення наслідків забруднення навколишнього середовища;

- вивчення джерел і видів забруднення атмосфери;

- вивчення засобів охорони повітря від забруднення;

- вивчення основних принципів та засобів водопідготовки;

- вивчення факторів забруднення літосфери;

- вивчення засобів контролю за станом навколишнього природного середовища;

- вивчення класифікації шкідливих речовин, наслідків гострих хронічних отруєнь;

- вивчення технології проведення екологічної експертизи;

- вивчення природоохоронного законодавства;

- вивчення засобів оцінки величини екологічних збитків.


1.3 В результаті вивчення дисципліни “Основи екології” студент повинен знати:

- основні поняття, терміни та визначення в області екології;

- глобальне екологічне становище, вплив та наслідки забруднення навколишнього середовища;

- принципи та засоби охорони навколишнього середовища.

Студент повинен уміти:

- кваліфіковано на науковій основі і вимог законів охорони природи ставити і вирішувати природоохоронні задачі;

- проводити інструментальні вимірювання числових значень нормованих показників стану навколишнього природного середовища;

- складати екологічний паспорт підприємства;

- проводити розрахунки і здійснювати вибір обладнання для очистки;

- оцінювати збитки, завдані природі від технологічного обладнання та існуючих технологій, що впроваджуються;

- правильно обирати способи та засоби утилізації обладнання, що відпрацювало свій термін, і промислових відходів виробництва.

^ 2 РОБОЧА ПРОГРАМА ДИСЦИПЛІНИ


2. 1. Лекційні заняття



№ теми

Н а з в а т е м и

Форма навчання

денна

заочна

Обсяг (год)

Сем.мод

Сем.

Обсяг (год)

Сем.мод

Сем.

1

2

3

4

5

6

7

8

1

Вступ. Загальні питання екології. Навколишнє середовище: сучасний стан. Фактори, які мають вплив на життєдіяльність людини. Об'єкт, предмет і задачі дисципліни. Основні екологічні поняття. Історія екології. Структура сучасної екології

2






1







2

Біосфера. Загальні властивості біосфери. Склад та функціонування біосфери. Харчові ланцюги. Екологічні піраміди. Екологічні системи та їх характеристика. Екологічні фактори впливу на біосферу. Характеристика екологічних факторів (геологічні фактори, природно – кліматичні фактори, космічні випромінювання). Антропогенні фактори НПС. Техносфера. Техногенна небезпека. Довкілля проживання людини. Екологія житла. Збиток, що наноситься здоров’ю людей. Основні екологічні закони.

4








1







3

Вплив виробництва на природне середовище. Джерела, масштаби та наслідки забруднення НПС. Класифікація і характеристика забруднення. Масштаби забруднення. Матеріальні носії небезпеки. Наслідки промислового забруднення. Енергетичне забруднення.

2







-







4

Принципи і засоби захисту НПС від промислових забруднень. Нормативи по обмеженню забруднення НС. Поняття про ГДК та ГДР. Нормативи ГДВ, КІЗА та ГДС. Екологічний аудит. Засоби та способи контролю. Класифікація і характеристика методів захисту НС. Моніторинг НПС.

2







-







5

Атмосфера. Джерела забруднення атмосферного повітря. Чинність шкідливих речовин на людину і НС. Контроль якості повітряного середовища. Основні засоби захисту НС від промислових забруднень. Повітрообмін у виробничому приміщенні. Очистка викидів в атмосферу. Класифікація засобів очистки. Основні апарати очистки.

4







-







6

Гідросфера. Джерела забруднення вод. Водоспоживання і водовідведення. Устаткування і системи. Види стічних вод. Контроль і регулювання якості води. Очистка стічних вод. Основні засоби і апарати очистки.

2







-







7

Літосфера і утилізація відходів виробництва. Властивості ґрунтів і їхня роль в життєдіяльності організмів. Масштаби забруднення літосфери. Утилізація відходів. Основні принципи нормування допустимих концентрацій, шкідливих для людини.

2







1







8

Правові та соціально-економічні аспекти захисту НПС. Закони, норми і правила. Принципи охорони НПС. Державний контроль в галузі охорони НПС. Організація служби НПС на підприємстві. Юридична відповідальність за екологічні порушення. Платежі за забруднення НПС.

2







1










Всього годин

20






4









2.2. Розділи програми, що пропонуються для самостійного вивчення


№

Форми самостійної роботи

Обсяг (год)

Сем. модуль

1


2

3

4


Підготовка до лекцій включає наступні теми:

Тема №1

Глобальна екологічна ситуація:

1.1 Зміна атмосфери і клімату (кислотні дощі, парниковий ефект, руйнування озонового шару).

1.2 Зміна гідросфери;

1.3 Зміна літосфери;

1.4 Зміна тваринного та рослинного світу;

1.5 Зміна в сільському та лісовому господарстві;

1.6 Зміна навколишнього середовища та здоров'я людини

1.7 Демографічні проблеми та пов'язані з ними проблеми з виробництва продуктів харчування;

1.8 Урбанізація, проблеми населених пунктів;

1.9 Проблеми промисловості;

1.10 Електроенергетичні проблеми;

1.11 Проблеми екологічного навчання и підвищення екологічної культури суспільства;

1.12 Проблеми війн та зв'язані з ними екологічні катастрофи.

2 Огляд історії: виникнення екології як науки. Вчені, яки зробили свій внесок в становлення екології.


Тема № 2

2.1. Еволюція біосфери і людини

2.1.1 Проблема зародження життя на Землі (теорія Опаріна – Холдена).

2.1.2. Виникнення біологічного різноманіття ;

2.1.3. Еволюція людини


2. 2.Стихійні явища

2. 2.1 що таке стихійні явища? Надати визначення.

2.2.2 Урагани, цунамі, смерчі, повені, ерозія ґрунтів, та ін.

2.2.3 Котрі із стихійних явищ наносять переважно матеріальні збитки, а яки призводять до людських жертв.

2.3 Демографічні проблеми:

2.3.1 Причина виникнення останнього демографічного вибуху;

2.3.2 Чим загрожує людству демографічний вибух?

2.3.3 Проблеми населених пунктів (урбанізація, зміни мікроклімату матеріальні та енергетичні забруднення).

Тема № 4

Приклади застосування активних і пасивних методів захисту.


Тема № 5

5.1 Характеристика атмосфери. (Що таке повітря? Склад атмосферного повітря, вплив забрудненої атмосфери на здоров'я людини

Тема № 6

6.1 Характеристика гідросфери (значення води для людини, тварин та рослин.

6.2 Властивості води та їх важливість в екологічному відношенні).

Тема № 7

7.1 Характеристика літосфери. (роль ґрунту в життєдіяльності організмів, види ґрунтів, родючість ґрунтів).

Тема № 8

8.1 Міжнародне співробітництво в галузі охорони НПС. (міжнародні документи, конвенція про захист лісів, «Порядок денний на ХХ1 століття).


Підготовка до лабораторних робіт

Розрахунок ГДВ

Підготовка до написання контрольних робіт



4

1


1


1


1


1


1


1


1


1


1


1


1


4

2

4

Контрольна робота з теоретичних питань. Захист лабораторних робіт та РЗ.




Загальна кількість годин

26





2.3 Лабораторні роботи


Мета проведення лабораторних робіт – практичне закріплення теоретичних знань, отриманих на лекціях.


Таблиця 2.2 – Лабораторні роботи, рекомендовані до виконання


№ те м и

Т е м и з а н я т ь

Примітка

4

Екологічний аудит. Навчально-імітаційна програма “Олігарх”

З перерахованих лабораторних робіт викладач застосовує дві, загальним обсягом 8 годин

5

Захист атмосфери. Навчально-імітаційна програма “Повітря”

6

Захист гідросфери. Навчально-імітаційна програма “AQUA-екологія”


^ 3. ОСНОВНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ З ОРГАНІЗАЦІЇ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ


3.1 Самостійну роботу слід починати з опрацювання конспекту лекцій і основних підручників з дисципліни для отримання необхідних теоретичних знань. Для більш продуктивної роботи необхідно спілкуватися з викладачем під час консультацій, щоб уточнити основні положення навчального матеріалу.

3.2 Щоб забезпечити плідну роботу на лабораторних заняттях, наперед необхідно ознайомитися з методичними вказівками до лабораторних робіт і проглянути необхідний теоретичний матеріал.

3.3 Завершальним етапом є осмислення, аналіз, систематизація і самоконтроль знань в процесі підготовки відповідей на контрольні запитання і виконання індивідуальних розрахункових завдань.

Розподіл часу, який надається для вивчення дисципліни «Основи екології» наведено у навчальному графіку з дисципліни.

3. 4 Навчальний графік з дисципліни “Основи екології”


^ ВИДИ ЗАНЯТЬ

НАВЧАЛЬНІ ТИЖНІ




1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

Лекції

Обсяг, годин

4

4

4

2

2

2

2




Модульний контроль


4

4

2

2

2

2

2

2







Номер ауд.




















































Лаборат. роботи

(при наяв-

ності підгруп –

дробом)

Обсяг, годин
















4/4

4/4






















4/4

4/4







Номер лаб.
















Вц

Вц






















Вц

Вц




Практич ні та се- мінарські заняття

Обсяг, годин




















































Самост. робота студентів,


Термін

Видачі та

Захисту

Підг.до лекційй

До лаб.роб.


До контр.робіт





2

2

4

2

2


2


2

4


2


2










2


2

4

2

2


2


2

4


2


2




РГЗ Розрахунок ГДВ



















2

























2




Термін

Захисту

мод.зав-дання




















































Консультації




1

1

1

1

1

1

1




1

1

1

1

1

1

1




Строки проведення заліків, іспитів





















































^ 4 МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ СТУДЕНТАМ

Тема № 1

Історія екології: Огляд історії: виникнення екології як науки. Вчені, яки зробили свій внесок в становлення екології. Структура сучасної екології.


Перші ботаніко-географічні свідомості екологічного характеру пов'язані з такими очагами стародавньої культури, як Китай, Єгипет, Індія. Джерела сучасної екології знаходять у стародавній Елладі. Вже в працях Геракліта (530-470 р. до н.е.), Гіппократа (460-356 г. до н. э.), Аристотеля (384-322 рр до н.е.), Теофраста Ерєзійського (372-287 рр до н.е.), Плінія старшого (23-79 р. до н.е.) і ін. філософів містяться відомості екологічного характеру. Наприклад, Аристотель описав близько 500 відомих йому видів тварин, розповів про їхнє поводження: міграції, зимової сплячки, будівельну діяльність, паразитизм зозулі, способи самозахисту у каракатиці і т. ін.

Його учень Теофраст Ерєзійський – «батько ботаніки», як його часто називають, описував особливості росту рослин у різних умовах середовища, залежність їхніх форм і особливостей росту від ґрунту і клімату.

В епоху Відродження з'явилися перші систематики: Д. Цезалітин (1519-1603), Д. Рей (1627-1705), Ж. Турнефор (1656-1708) у своїх працях приводять зведення екологічного характеру, зокрема, описують залежність поширення рослин від умов їхнього зростання.

Другий етап розвитку екологічної науки пов'язаний з велико масштабними ботаніко-географічними дослідженнями природи. Початковий внесок у розвиток цього напрямку внесли систематик рослин і тварин відомий шведський природознавець К. Лінней (1707-1778), російські учені Н. Лепьохін (1740-1802), К.Ф. Рул’є (1814-1858), Н. Сєвєрцев (1827-1885), А.Н. Бекетов (1825-1902), німецький біогеограф О. Гумбольдт (1769-1859), швейцарські ботаніки батько і син Декандоли (1778-1841; 1806-1893), англійський вчений-еволюціоніст Ч. Дарвін (1809-1882).

Третій етап системних екологічних досліджень охоплює кінець Х1Х - першу половину ХХ сторіччя, і пов'язаний з іменами російських учених В. В. Докучаєва (1846-1903), Г. Ф. Морозова (1867-1920), В. Н. Сукачєва (1880-1967) і українських учених – Г. Н. Висоцького (1865-1940), П.С. Погребняка (1900-1970), багатьох дослідників Європи й Америки. Помітне місце в системних екологічних дослідженнях займають праці німецьких учених Э. Геккеля, Р. Гессе, В. Кюннельта, американських – В. Шелфорда, Р. Чепмена, Г. Кларка, англійських - Ч. Елтона. А. Тенслі, швейцарця К. Шретера, іспанця Э. Макфельдена й ін.; розвиток екосистемного аналізу привів до виникнення навчання про біосферу і ноосферу В.И. Вернадського.

Дійсним двигуном розвитку екології є її зв'язок із практикою. Наприклад, питання скільки можна виловити риби зі ставка, щоб дана популяція постійно давала високий приріст, є не тільки господарським, але й екологічним.

Структура сучасної екології

Сучасна екологія давно вийшла з рангу біологічної науки. Як вважає професор Н.Ф. Реймерс екологія перетворилася в значний цикл знань, увібравши в себе розділи географії, геології, хімії, фізики, соціології, теорії культури, економіки й ін. Сучасна екологія відноситься до молодих наук, коло інтересів якої – не тільки біологічні явища, пов'язані з життям живих організмів, але й антропосфера – використовувана і видозмінена людьми частина біосфери, місце, де постійно здійснюється життєдіяльність живої речовини планети і куди вона проникає тимчасово.

Дотепер не вироблена єдина класифікація розділів, що входять в екологічну науку. Найбільш часто в ній виділяють такі основні підрозділи: загальну екологію, теоретичну, чи биоекологію і практичну, чи неоекологію.

Загальна екологія займається дослідженнями головних принципів організації і функціонування різних надорганізмених систем. Загальна екологія досліджує закони формування структури, функціонування, розвитку і загибелі природних екосистем, концентруючи увагу на зв'язаних з цими станами характеристиках цілісних властивостей екосистем, таких як стійкість, продуктивність, надійність функціонування, кругообіг речовин і баланс енергії. Іншими словами, загальна екологія вивчає екосистему як щось ціле, намагаючись визначити вплив окремих елементів чи утворених ними підсистем на цілісні властивості біокосного утворення.

Біоекологію можна умовно поділити на 5 великих підрозділів: аутекологію (екологію організмів), демекологію (екологію популяцій), синекологію (екологію угруповань), біогеоценологию і біосферологію (глобальну екологію).

Аутэкологія (термін введений у 1896 р. Шреттером) вивчає взаємозв'язок представників виду з оточуючим їх навколишнім середовищем. Цей підрозділ екології займається визначенням границь стійкості виду і його відносин до різних екологічних факторів. Також вивчає вплив середовища на морфологію, фізіологію і поводження організмів.

Демекологія (термін введений у 1963 р. Швердтфегером) описує коливання чисельності різних видів і встановлює причини цих коливань. Цей розділ називають популяційною екологією.

Сінекологія (термін введений у 1902 р. Шреттером) аналізує відносини між ссавцями, що належать різним видам даної групі організмів, а також відносини між ними і навколишнім середовищем.

Біогеоценологія, чи екосистемологія, вивчає біогеоценотичний шар Земної кулі і, зокрема, конкретні біогеоценози, у яких взаємодіють біоценози й абіотичнє середовище.

Біосферологія вивчає біосферу як єдине планетарне ціле, з'ясовує закономірності еволюції біосфери.

Неоекологія (практична екологія) умовно підрозділяється на 3 групи екологічних наук: 1 група - геоекологія – наука про охорону і раціональне використання природних ресурсів. Основними її елементами є ландшафтна екологія, економіка природокористування й охорона НПС, екологія атмосфери, гідросфери і літосфери. В останні два підрозділи входить екологія штучних водойм, Світового океану, озер і боліт, річок, ґрунтів, покладів корисних копалин, геоінженерна екологія й ін.

2 група - соцекологія – наука про соціально-екномичні фактори впливу на НПС. Вона поєднує такі важливі нові підрозділи екологічної науки як екологічне утворення, екологічне право, урбоекологія, екологія народонаселення, екологічний менеджмент, екологічний маркетинг, національна і міжнаціональна екополітика.

Врятувати біосферу можливо лише шляхом корінної зміни свідомості всіх людей планети, основ сучасної моралі і відносини людини до природи, тобто потрібна глобальна зміна людського менталітету, способу мислення людей, моральних цінностей, взаємин між індивідуумами і націями.

3 група – наука про техногенні фактори забруднення НПС. Основними структурними елементами третьої групи є екологія енергетики, промисловості, аргоекологія, екологія транспорту, військова справа, екологічна експертиза. Самими новими підрозділами даного розділу є екологія і військова діяльність, космічна екологія, екотехніка і техноекомоніторинг.

Усі ці напрямки екології мають своє коло проблем, але вони дуже тісно пов'язані між собою і використовують матеріали і результати досліджень усіх напрямків.

Список рекомендованої літератури

Г.О. Білявський та ін. Основи загальної екології. - Київ, “Либідь”, 1995, с 367

В. П. Кучерявий Екологія, Львів, 2001, с 500

Н. Ф. Реймерс Природокористування. Словник - довідник. -М.: 1990, с 638

Дзюндзюк Б.В., Березуцька Н.Л., Марченко Л.І. Електронній підручник з дисципліни “Основи екології”


Запитання та завдання для самоперевірки

1.1 Якими показниками характеризується глобальна екологічна ситуація, що склалася в даний час?

1.2 Хто з учених представляв життя «буфером» між космосом і «відсталим», тобто неживою речовиною Землі, буфером, здатним використовувати космічну енергію для перетворення планетарної речовини?

1.3 Як називається частина біоекології, що вивчає відносини організмів між собою і навколишнім середовищем?

1.4 Як називається екологія популяцій?

1.5 Як називається екологія співтовариств?

1.6 Хто з учених в 1896 році запропонував термін «екологія»?

1.7 Надайте сучасне визначення екології?

1.8 Що є основною функціональною одиницею екології?

1.9 Хто з учених і в якому році запропонував термін «екосистема»?

1.10 Що таке «популяція»?

1.11 Що таке «біоценоз»?

1.12 Що таке «біогеоценоз»?

1.13 На які групи підрозділяються між собою екологічні чинники?

1.14 На які групи чинників підрозділяються абіотичні чинники?

1.15 В чому полягає «закон толерантності»?

1.16 Що таке «біотоп»?

1.17 Якими показниками характеризується сучасна екологічна ситуація?

1.18 Які негативні наслідки парникового ефекту?

1.19 Які зміни у сільському господарстві викликає антропогенний вплив?


Тема № 2

Біосфера

Проблема походження життя на землі.

Серед питань, які цікавлять науку, філософію, релігію, та і кожну людину, найважливішим є питання, що ж таке життя? Як воно з'явилося на Землі? Традиційно вважається, що перші наукові теорії про походження життя розробили Опарін і Холдейн. Згідно їх уявленням, на зорі геологічної історії відбувся абіогенний синтез, тобто в земних первісних океанах, насичених різними простими хімічними з'єднаннями під дією вулканічного тепла, розрядів блискавок і інших чинників середовища почався синтез складніших органічних сполук і біополімерів. Складні молекули амінокислот випадково об'єднувалися в пептиди, які в свою чергу, дали початок первинним білкам. З цих білків синтезувалися первинні живі організми мікроскопічних розмірів.

У цій і інших подібних гіпотезах є один істотний недолік: немає жодного факту, підтверджуючого можливість абіогенного синтезу на землі хоча б найпростішого живого організму з неживих з'єднань. У численних лабораторіях були проведені тисячі експериментів подібного роду, але найбільше, чого вдалося досягти - так це отримання довгих ланцюжків пептидів - простих білків. І жодного живого організму, хоча б найпростішого.

В цей час серед учених дуже популярний принцип Реді: "Живе - тільки від живого". Але припустимо, що коли-небудь ці експерименти увінчаються успіхом. Який висновок з цього можна зробити?

Що для синтезу життя потрібен розум людини, складна розвинена наука і сучасна техніка. Нічого цього на первісній Землі не було.

Більше того, синтез складних органічних сполук з простих суперечить другому початку термодинаміки, який забороняє перехід матеріальних систем від стану більшої вірогідності (ентропії) до стану меншій, а розвиток від простої речовини до складної, а потім від бактерій до людини відбувався саме в цьому напрямі (Другий початок термодинаміки: енергія будь-якої системи прагне до стану термодинамічної рівноваги, що рівнозначне максимальній ентропії). Тут ми спостерігаємо ні що інше, як творчий процес. Останнім часом сильний удар гіпотезі абіогенного синтезу нанесли математичні дослідження. Математики підрахували, що вірогідність самозародження живого організму з неживої речовини практично дорівнює нулю. Математик Блюменфельд довів, що вірогідність випадкового утворення хоча б однієї молекули ДНК за час існування Землі рівна 10-800 ступені, а це число в неймовірну кількість раз більше, ніж загальне число всіх атомів у Всесвіті. Сучасний американський астрофізик Вікрамасингх так образно висловився про неможливість абіогенного синтезу: "Скоріше ураган, який промайне над кладовищем старих літаків, збере новенький суперлайнер з частинок сміття, ніж в результаті випадкового процесу виникне зі всіх компонентів життя".

Суперечить теорії абіогенного синтезу і геологічні дослідження. Нині палеонтологи в породах, вік яких приблизно 3,8 млрд. років, тобто приблизно рівний віку Землі, знайшли викопні останки досить складно організованих організмів - бактерій, синьо-зелених водоростей, простих грибів. Вернадській був упевнений, що життя геологічно вічне, тобто в геологічній історії не було епохи, в якій не існували б живі організми. Розвиток життя на Землі, її еволюцію Вернадській пов'язував з Космосом. (Життя - явище Космічне, а не чисте земне).

Земна форма життя тісно пов'язана з гідросферою. Про це говорить хоча б той факт, що вода - це основний компонент будь-якого земного організму (людина состоїть у середньому на 70 % з води, медуза або огірок - на 98%).

Очевидно, що життя на землі сформувалося лише тоді, коли на ній з'явилася гідросфера, а це трапилося майже відразу з моменту утворення Землі. Багато особливостей живих організмів обумовлене властивостями води, сама ж вода є феноменальним з'єднанням.

Багато учених вважають, що вся гідросфера Землі є, по суті, однією гігантською молекулою води. Встановлено, що вода може активізуватися природними електромагнітними полями земного і космічного походження (окрім штучного). Вода володіє пам'яттю. Може бути те, що біосфера є єдиним суперорганізмом і обумовлено цими особливостями води?

Хоча нам відома лише білково-нуклеїнова форма життя, це не означає, що в Космосі не можуть існувати інші форми життя. (Учені реально допускають існування життя у формі плазмоідів).

^ Еволюція біосфери.

Всі еволюційні теорії, починаючи з теорії Ч. Дарвіна, базуються на уявленні про розвиток від простого до складного. Це уявлення стикається з суперечностями, яких накопичується все більше і більше. Особливо воно суперечить відомому в кібернетиці правилу Ешбі: Керована система ніколи не може бути складніше, ніж управляюча, вона завжди простіша. Відкриття і вивчення генетичного коду підтверджує, що індивідуальний розвиток будь-якого живого організму (онтогенез) і розвиток систематичної групи живих організмів (філогенез) швидше схожі на редагування і роздрук готового тексту або введення в ЕОМ програми з дискети. При цьому спостерігається такий парадокс: організми відтворюють собі подібних без зменшення складності своєї будови. Навпаки, палеонтологам відомі такі тривалі періоди еволюції, впродовж яких складність організмів збільшувалася. А тим часом спроби кібернетиків створити самовідтворювані автомати натрапляють на непереборну перешкоду: в процесі самовідтворювання механічних систем неминуче спостерігається зменшення їх складності (виродження). Причину такої невідповідності живих і механічних систем учені бачать у тому, що живі організми також не самовідтворюються. Вони відтворюють собі подібних в умовах неймовірно складного середовища - біосфери. Іншими словами, організми одержують якісь "керівні вказівки", інформацію із зовнішнього середовища, з біосфери, причому система, яка управляє розвитком індивіда, розшифровкою інформації, записаної в його генетичному коді, набагато складніше за самий організм. Що ж це за система? Останнім часом в^ Стихійні явища
Це потенційно небезпечні природні процеси - урагани, землетруси, цунамі (систематичні коливання товщі води), торнадо (смерчі), виверження вулканів, засухи, ерозія ґрунтів, пожежі природного походження, опустинення, град, снігопади, сніжна лавина, сели (грязєкам'янні потоки) - закономірно приурочені до певних районів і географічних зон земної кулі. Вони часто виникають на межі розділу фізично різних природних середовищ: моря і суші, атмосфери і іоносфери і т.д. і завдають великої шкоди біосфері, супроводжуються великими людськими жертвами.

Грізним стихійним лихом є вулканічна діяльність, яка звичайно супроводжується землетрусом. Більшість нині діючих вулканів розташована на островах і берегах Тихого і Атлантичного океанів. Головні агенти руйнування і забруднення біосфери - потоки лави, вулканічного бруду, попелу, гази (HCl, HF, NH3, Cl2, CO, SO2, H2S, CO2 і др.), землетрус, обвали, цунамі і др.

Масштаби ерозії ґрунтів (водної і вітрової) порівняні тільки з глобальними планетарними процесами.

В результаті водної ерозії відбувається втрата величезної кількості природного ґрунту, який вимивається в гідросферу. Вітровою ерозією завдається подвійного збитку: в одних місцях відбувається видування ґрунту, внаслідок чого гинуть посіви, в інших - засипання рослин, накопичення природного ґрунту в балках, ярах, річках, морях. Вітрову ерозію називають ще запорошеними або чорними бурями.

Отже, природні чинники, що впливають на біосферу, породжують її природні забруднення. Hапpиклад, щорічно в біосферу викидається природних забруднень:

морської солі 350 - 650 млн. т.

ґрунтового пилу (за рахунок ерозії) 200 - 300 млн.т.

продуктів виверження вулканів 70 - 80 млн.т.

газів в результаті лісових пожеж 70 - 75 млн.т.

космічного пилу 3 - 3,5 млн.т

До природних джерел забруднень відносяться гази, пари, тверді частинки органічного і неорганічного походження, які утворюються при розпаді органічних речовин на дні водоймищ, на земній поверхні і в ґрунті, прижиттєвому виділенні організмів, геологічних процесів в літосфері і т.п.

Біологічне розкладання речовин на Землі, зокрема життєдіяльність ґрунтових бактерій, веде до утворення великих кількостей сірководню, аміаку, оксидів азоту (N2O, NO, NO2), оксидів вуглецю, вуглеводнів, спиртів, органічних кислот, ефірів, альдегідів, кетону. Всі ці речовини поступають в біосферу. Періодично помітне забруднення біосфери створюють частинки рослинного походження. Під час масового цвітіння рослин в повітрі знаходиться значна кількість пилку, що є причиною алергічних захворювань.
^ Крім того, на Землі випадає значна кількість опадів (5,78*10 т/р), включаючи тверді і рідкі аерозолі.
Як правило, природні забруднення не загрожують негативними наслідками для біогеоценозів (складних природних комплексів живих істот, що знаходяться залежно від навколишнього середовища), хоча короткочасні наслідки можливі.

У біосфері, завдяки процесам самоочищення, до недавніх пір здійснювалося замкнуте безвідходне виробництво. Проте з кожним роком все більш зростають антропогенні (від грецького antropos - людина, genesis - походження) дії на біосферу.

Демографічні проблеми

Зростання народонаселення, в результаті дії демографічного чинника:

у 1830 р. на Землі існувало 1 млрд. чол.;

у 1930 р. - 2 млрд. чол.;

у 1960 - 3 млрд. чол.;

у 2000 - приблизно 6 млрд. чол.

На Землі може існувати 50 млрд. людей. Але перед людством виникає ряд проблем і одна з основних - це проблема харчування. В даний час при нинішній технології обробки ґрунтів людство може одержати максимальний урожай який дорівнює 50 - 70 % від можливого. Отже у людства є ще запас в 30 % і розробка технології приготування штучної їжі (клонування тварин і рослин, вирощування рослин і тварин із зміненою генетикою. Найближчим часом очікується поява ще 150 видів генетично змінених продуктів, починаючи із зеленого горошка і моркви. У патентному бюро Мюнхена на розгляді сотні заявок зі всієї Європи. Наприклад, раз мухи плодяться дуже швидко, чом би їх гени не додати в телятину).

Зростанню народонаселення сприяє демографічний вибух.

У природі популяційний вибух стає тоді, коли багато тварин можуть дожити до статевої зрілості і дати потомство. Зростання природних популяцій стримується опором середовища, тобто чинниками, що приводять до загибелі значної частини памолоді до настання репродуктивного віку. Ще до початку 19 століття так було і з людською популяцією. В кінці 1800 року в сім'ях народжувалося 7 - 10 дітей, але до статевої зрілості доживало 1 - 3 дитини, та і те не завжди. Епідемії захворювань типу віспи, вітрянки, дизентерії, дифтерія забирали безліч дитячих життів. Але на початку 19 століття медична наука навчилася успішно боротися з цими хворобами. Дитяча смертність різко знизилася, люди стали доживати до репродуктивного віку, що і стало причиною демографічного вибуху.

Проблема народонаселення спричиняє за собою такі проблеми як урбанізація - проблема міст, розвиток промисловості і сільського господарства, що приводить до антропогенного забруднення біосфери.


Запитання для самоперевірки

2.1 На якій висоті над рівнем моря знаходиться озоновий «екран»?

2.2 Що т