Проблемы экологии и пути их решения

Слайд 3

ВЕРНАДСКИЙ В.И.
“Пределы среды обитания
обусловлены , прежде всего,
полем существования жизни”

Слайд 4

Границы среды обитания определяются
Наличием кислорода, углекислого газа,
воды в жидком виде
Температурой,

давлением, влажностью
Элементами минерального питания
Спектром излучения Солнца

Слайд 5

СПЕКТР ИЗЛУЧЕНИЯ СОЛНЦА Гамма излучение (0,01-1нм), рентгеновское (1-100нм), ультрафиолетовое (100-380нм), видимое (380-760нм),

инфракрасное (760-200000нм)

Слайд 6

ГРАНИЦЫ СРЕДЫ ОБИТАНИЯ
Нижний предел распространения живого
1. Глубина океана (11км)+земная

кора (4 км)=15 км океаническая биосфера
2. Изотерма в 100 градусов (6 км)
континентальная биосфера
Верхний предел распространения живого
1. Наибольшая плотность озонового экрана
( стратосфера 22-24 км)

Слайд 7

ГРАНИЦЫ СРЕДЫ ОБИТАНИЯ

Слайд 8

Слайд 9

РЕЗУЛЬТАТЫ ЧЕЛОВЕЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
1. Возникновение и рост промышленного производства
2. Использование невоспроизводимых природных

ресурсов
и их сокращение (нефть, уголь, металлы)
3. Эксплуатация воспроизводимых ресурсов (различные ви-
ды флоры и фауны)
4. Интенсивное сведение лесов на больших территориях
(эрозия почв ухудшение состояния фауны)
5. Рост народонаселения (1800г- 1млрд., 1960-3 млрд.. 2010 -7 млрд.)
6. Тенденция к индустриализации аграрных стран
7. Сокращение численности и даже исчезновение биологи- ческих видов
8. Загрязнение окружающей среды за счет выбросов в атмосферу, сточных вод, заражения почв

Слайд 10

АНТРОПОГЕННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ
По направленности:
целенаправленные
стихийные, непроизвольные
По глубине и площади распространения:
глобальные
региональные
локальные
По времени действия:
длительные
кратковременные
По характеру

приложения:
прямые
косвенные
По благоприятности:
положительные
отрицательные

Слайд 11

ПОСЛЕДСТВИЯ АНТРОПОГЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ
Экологический кризис (чрезвычайная экологическая ситуация) – экологическое неблагополучие, характеризующееся

устойчивыми отрицательными изменениями окружающей среды и представляющее угрозу для здоровья людей
Экологическая катастрофа (экологическое бедствие) – экологическое неблагополучие, характеризующееся глубокими необратимыми изменениями окружающей среды и существенным ухудшением здоровья населения

Слайд 12

КЛАССИФИКАЦИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ
Загрязнение биосферы – это принесение в окружающую среду или

возникновение в ней новых, обычно не характерных физических, химических, информационных или биологических агентов или превышение их естественного среднемноголетнего уровня в различных средах, приводящее к негативным воздействиям
Истощение и деградация ресурсов – это процесс, возникающий в результате несоответствия между доступными запасами природных ресурсов и потребностями общества, а также ухудшение их свойств (расточительное использование)

Слайд 13

КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ
Природные ресурсы – это тела и силы природы, которые

на данном уровне развития производительных сил и изученности могут быть использованы для удовлетворения потребностей человеческого общества
По происхождению:
Минеральные
Земельные
Водные
Биологические
По видам хозяйственного использования:
Ресурсы промышленного производства
Энергетические ресурсы
Неэнергетические ресурсы
Ресурсы сельскохозяйственного производства
По степени органичеснности:
Исчерпаемые
Невозобновляемые
Возобновляемые
Неисчерпаемые
По степени заменимости:
Незаменимые
Заменимые

Слайд 14

ЗАГРЯЗНЯЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА
23 мая 2001 г. в Стокгольме была принята конвенция по

стойким органическим загрязнителям
По воздействию на организм:
Общетоксические
Канцерогенные
Мутагенные
Сенсибилизирующие
Тератогенные

Слайд 15

ОСНОВНЫЕ ЗАГРЯЗНЯЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА
Углекислый газ
Угарный газ
Диоксид серы
Оксиды азота
Газообразные углеводороды
ПАУ (Полициклические ароматические углеводороды)
Бенз(а)пирен,

бензпирен
Пыль, зола
Сероводород
Аммиак
Формальдегид
Фенол
Диоксины
Хлор, фторуглеводороды (фреоны)
Тяжелые металлы
Радионуклиды
Пестициды и удобрения
Нефтепродукты
ПАВ

Слайд 16

Физическое загрязнение
Тепловое загрязнение – повышение температуры среды выше естественного уровня
Световое загрязнение

– превышение уровня освещенности местности за счет использования источников искусственного света
Шумовое (акустическое) загрязнение — раздражающий шум антропогенного происхождения, нарушающий жизнедеятельность живых организмов и человека
Электромагнитное загрязнение – распространение радиоволн вне выделенных для них диапазонов или с превышением разрешенного уровня.

Слайд 17

АНТРОПОГЕННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ В АТМОСФЕРЕ
Истощение озонового слоя
Глобальное потепление вследствие парникового эффекта
Загрязнение атмосферы

вредными веществами
Кислотные дожди (рН от 5,6)

Слайд 18

АТМОСФЕРА ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ВОЗДУХА

Слайд 19

Слайд 20

Слайд 21

ИСТОЩЕНИЕ ОЗОНОВОГО СЛОЯ СПЕКТР ИЗЛУЧЕНИЯ СОЛНЦА И ЕГО ПОГЛОЩЕНИЕ ОЗОНОМ (УФ λ=

290-320нм)

Слайд 22

ПУТИ ГИБЕЛИ ОЗОНА В СТРАТОСФЕРЕ (действие антропогенного фактора
Азотный цикл :
О3 + NO

→ NO2 + О2,
Хлорный цикл: ХФУ (ХЛОРФТОРУГЛЕРОД)
CFCl3 + hν → CFCl2 + Cl,
Cl + O3 → ClO + O2,
(Америк. проф.Шерри Роуланд,1973г.,Колифорния)
*ХФУ очень стойкие соединения

Слайд 23

ИСТОЩЕНИЕ ОЗОНОВОГО СЛОЯ

Слайд 24

Слайд 25

ИСТОЩЕНИЕ ОЗОНОВОГО СЛОЯ ПУТИ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ
ЗАМЕНА ГАЛОГЕНОУГЛЕРОДОВ НА

ГАЛОГЕНОУГЛЕВОДОРОДЫ
-Хлорфторуглеводород (ХФУВ)
-Фторуглеводород (ФУВ)
-Метан СН4
*ХФУВ и ФУВ мало стойкие соединения, способны к
разложению в тропосфере за счет разрыва связи С-Н
( а не в стратосфере как ХФУ)

Слайд 26

Слайд 27

Ключевые символы и термины
Х-холодильник и воздушный кондиционер
П-поверностно-активное вещество
А-пропелент в аэрозольных балончиках
Р-растворитель

для химической чистки
ПРОС- потенциал разрушения озонового слоя

Слайд 28

ПАРНИКОВЫЙ ЭФФЕКТ СПЕКТР ИЗЛУЧЕНИЯ ЗЕМЛИ И СОЛНЦА

Слайд 29

ПАРНИКОВЫЕ ГАЗЫ
На Земле основными парниковыми газами являются:
водяной водяной пар (Н2О)

-ответственен примерно за 36-70 % парникового эффекта
углекислый газ (CO2) -9-26 %
метан (CH4) -4-9 %
озон (О3) -7 %).
Атмосферные концентрации CO2 и CH4 увеличились на 31 % и 149 % соответственно по сравнению с началом промышленной революции в середине XVIII века.

Слайд 30

ПУТИ УМЕНЬШЕНИЯ ОКСИДА УГЛЕРОДА В АТМОСФЕРЕ
Выбор экологичного топлива
Энергосбережение
Очистка диоксида углерода
Интенсификация фотосинтеза
Топливо

будущего
Используя энергию солнца

Слайд 31

Слайд 32

Термохимические реакции
C + O2 = CO2 + 2H2O +394 кДж
CH4 +

2O2 = CO2 +2H2O +890кДж
C8H18 +12,5O2 =8CO2+9H2O +5470кДж
Экологичность С =0,0025 моль/кДж
CH4 =0,001 моль/кДж
C8H18 = 0,0012моль/кДж

Слайд 33

Слайд 34

Энергосбережение
Увеличение эффективности использования энергии (электростанции, двигатели автомобиля) сжигание в псевдоожиженном слое
Экономия

расходования, связанная с ценообразованием

Слайд 35

Очистка от диоксида углерода
Использование растворителей для отходящих газов.
Захоронение сжиженного газа в

глубинах океана (более 500 м)
Закачивать в подземные полости из под нефти, газа

Слайд 36

Интенсификация фотосинтеза
6CO2+6H2O = C6H12O6 +6O2 (фиксируется 500 млрд. т., при сгорании

топлива 40 млрд. т).
Фотосинтез в исскуственных системах

Слайд 37

ТОПЛИВО БУДУЩЕГО
ЭЛЕКТРОЛИЗ ВОДЫ
Разложение воды на электродах под действием постоянного электрического

тока на водород и кислород
2H2O = 2H2 + O2
На катоде-восстановление ионов водорода
На аноде – окисление гидроксид-ионов
Вода в изобилии, при сгорании водород превращается в воду.

Слайд 38

Проблемы использования водорода
Не встречается в природе
Энергозатраты на его производство высоки (электролизеры

вблизи электростанций)
Получение без использования ископаемого топлива (угля, газа, нефти и т.п.).

Слайд 39

Слайд 40

Использование гидридов металлов
Mg + H2 = MgH2
MgH2 = Mg+ H2 (

t=300 гр.Цельсия)

Слайд 41

Слайд 42

Слайд 43

АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА
* Атомные электростанции
* Термоядерный синтез (дейтерий + тритий)

ТОКАМАК
* Гелий-3 ( дейтерий+гелий-3) уникальная экологическая безопасность

Слайд 44

Принцип работы атомной электростанции

Слайд 45

АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА
Ядра урана U-235, делятся с образованием нейтронов (2 или 3

нейтрона), которые, попадая в другие ядра, также могут вызывать их деление. Так возникает цепная ядерная реакция. В ходе протекания цепной реакции выделяется большое количество энергии в виде тепла. (U235 +n1 = Ba144 + Kr89+ 3n1)
Такие электростанции действуют по такому же принципу, что и ТЭЦ, но используют для парообразования энергию, получающуюся при радиоактивной распаде.

Слайд 46

Управляемый термоядерный синтез
Энергия синтеза выделяется при слиянии ядер тяжелых изотопов водорода

(D2 + T3 = n1 + He4)
УТС представляет сложную научно-технологическую задачу, связанную с получением температуры вещества более 100 миллионов градусов .
Термоядерный синтез - это долгосрочный проект, создание коммерческой установки ожидается к 2040-2050 году . Токамак (тороидальная камера с магнитыми катушками).
В рамках международного проекта ИТЭР (международный термоядерный экспериментальный реактор) предполагается возможность удержания плазмы и получения энергии (участники проекта ИТЭР - Европейский союз, Россия, Япония, США, Китай, Корея и Индия).

Слайд 47

Лунный гелий-3
Использование гелия- новая уникальная перспектива, гигантская по своим масштабам.
Термоядерный синтез

с использование дейтерия и гелия с выделением протонов. Обеспечивает абсолютную экологическую безопасность. (D2 + He3 = p1 + He4)
Запасы гелия на Луне до 10^9 тонн, на Юпитере 10^ 20 тонн.( Лунное вещество реголит, слой толщиной 5-15м).
1 тонна гелия заменяет 20 млн тонн нефти
1 кг гелия в 100000 тоннах реголита.

Слайд 48

СПОСОБЫ ОЧИСТКИ ВЫБРОСОВ В АТМОСФЕРУ
Адсорбционный (активированный уголь,
известняк, щелочные растворы аммиака,

извести)
Окислительный
Каталитический (платина, ванадий, оксиды цинка, алюминия, марганца и т.д.)
Адсорбционно-окислительный
Каталитическое окисление

Слайд 49

ГИДРОСФЕРА
Водная оболочка, идущая вниз до верхней мантии, где происходит разложение воды
вверх

- до высоты тропосферы, выше которой молекулы воды подвергаются разложению
*Гидросфера-сплошная оболочка земли, содержащая воду во всех трех агрегатных состояниях в пределах Мирового океана, криосферы, литосферы и атмосферы,

Слайд 50

ВИДЫ ВОД ГИДРОСФЕРЫ
_
Наименование Объем, Объемная
млн.куб.км. доля, %
_

Морская вода 1338 96,4
Грунтовая вода 23,4 1,7
Лёд 24,0 1,86
Поверхностная вода 0,18 0,013
Атмосферная вода 0,013 0,001
Биологическая вода 0,0011 0,0001
____________________________________________________
*Пресная вода в 35,0 2,53
cоставе гидросферы

Слайд 51

Слайд 52

Слайд 53

Последствия загрязнения водоемов

Слайд 54

ЗАГРЯЗНЕНИЕ НЕФТЬЮ

Слайд 55

МЕТОДЫ ОЧИСТКИ ВОДЫ
1.МЕХАНИЧЕСКИЕ (решетки, сита, песколовки, жироловки, мембраны, отстойники)-68% стоков
2.БИОЛОГИЧЕСКИЕ (очистка

аэробными и
анаэробными микроорганизмами, минерализация, брожение, биофильтры)-30%
3. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ (флотация, сорбция, центрифугирование, ионнобменная очистка, гиперфильтрация, нейтрализация, экстракция, выпаривание, испарение, кристаллизация)-3%
4. ДЕЗИНФЕКЦИЯ (ультрафиолетовое облучение, хлорирование, озонирование)
5. ТЕРМИЧЕСКАЯ УТИЛИЗАЦИЯ (факельные установки)

Слайд 56

По́чва — поверхностный слой литосферы Земли, обладающий плодородием и представляющий собой

полифункциональную гетерогенную открытую четырёхфазную (твёрдая, жидкая, газообразная фазы и живые организмы) структурную систему...

Слайд 57

Деградация почв

Слайд 58

Слайд 59

Слайд 60

Проблемы экологии и пути их решения

Содержание