Реферати

Глобалната екология е интегрална, интердисциплинарна наука за най-общите закони на структурно-функционалната организация на биосферата, т. е. на законите на биопродуктивността и хомеостаза, и движението на материята и потока на енергията, и информацията по екологичните трофични вериги, мрежи и пирамиди в нея.
При определянето на биосферата ние я възприемаме като единна планетарна екосистема. Това в действителност е така, защото компонентите на екосистемите са същите както и на биосферата. Самите екосистеми не са изолирани една от друга. Те са отворени системи, които се явяват като подсистеми на екосистемата биосфера. Всички компоненти на отделните екосистеми са свързани енергийно в рамките на биосферата. Особено активна е тази взаимовръзка при мобилните абиотични компоненти като въздуха, водата, слънчевата енергия, а също и на биотичните компоненти. Ето защо вкарването от човешката дейност на известен замърсител в определено трофично ниво на отделна екосистема протича по екологичните трофични вериги, мрежи и пирамиди на биосферата, в регионален или глобален мащаб.
Под замърсяване на екосистемата и биосферата е прието да се разбира вкарването на токсична за организмите материя и енергия в тях. При антропогенната дейност тези замърсители обаче са фактически неизползвана материя и енергия за потребителски продукт при съответния производствен процес. При изгарянето на фосилно гориво, в което има сяра, тя се превръща в серни окиси, които при екологични технологии могат да се използват, като се превърнат във вода, серниста или сярна киселина, която би могла например да се използват като смеси с варовик в нетоксична екологична материя т.е. гипс, който е чудесен екологичен строителен материал. Неизползваната материя серни окиси са отровни за организмите при прякото въздействие върху тях. Огромното количество серни окиси, пръснати в атмосферата, се свързват с водните пари във въздуха и се изсипват като киселинни дъждове, като на далечно разстояние от източниците им съсипват растителността.
Атмосферата е най-мобилният компонент на биосферата, поради което нейното замърсяване е най-активно в регионален и глобален мащаб. При замърсяването на въздуха имаме две пространствено разположени места. Първото – това е мястото на емисиите (излъчването) на замърсителите, а второто е мястото, в което прииждат имисиите на токсичните вещества от други места.
Основните източници на замърсяването на атмосферата са окислителните процеси, т.е. и вторични продукти, като, въглеродни, серни, азотни и други газове, сажди, неизгорели въглеводороди и др., които са замърсители на атмосферата и увреждат живите организми.
Замърсяването на атмосферата не е ново явление – още през 1272 год. английският крал Едуард I се опитал да очисти димното небе над Лондон, като забранил използването на морските въглища. Така са се наричали въглищата, които са копани край морето. Британският парламент е подписал да се наказват и обесват хора, които търгуват или ползват противозаконно въглищата. Една от най-ранните публикации, която се отнася за замърсяването на атмосферата, е памфлетът, публикуван в 1661 год. по кралска заповед на Карл II – „ Летящият дим”, или неудобствата, които причиняват разсеяните в хората, и в лондонския въздух газове и прах.
Памфлетът е бил написан от кралски човек от обществото – Евелин. Използването на въглищата за производството на енергия е било основният фактор на индустриалната революция, която ставала отправна точка за техническия прогрес на тогавашното общество. За съжаление наред с изгодите, коита носи техническият прогрес, се наблюдава замърсяване и влошаване на окръжаващата ни природна среда.
Един от най-ранните опити да се узакони борбата със замърсяването на атмосферата в САЩ трябва да се счита публикуваното в 1895 год. местно общинско постановление, което забранява появата на видими пари и газове от автомобилния аспух.
Такива природни процеси като горските пожари, разлагането на растителността, пясъчните бури, изригването на вулканите винаги са замърсявали атмосферата. Замърсяването на атмосферата зависи от гъстотата на изхвърлящите вредни емисии източници. Голяма част от природните замърсители бързо се разсейват от интензивните въздушни течения като намаляват концентрацията, а от там и токсичността им.
Въпреки че ограничението на замърсяването на атмосферата е отбелязано още в 1272 год., този проблем в мащабите на историята на човечеството е станал общозначим по-късно, когато показва своето фрапиращо въздействие и върху човека. През декември 1920 год. в долината на р. Маас, Белгия, където са концентрирани предприятията на тежката промишленост, е отбелязано силно тридневно задимяване, при което стотици хора са заболели, а 60 са починали. Повече от 10 пъти смъртността е по-висока от средната норма.
Наскоро след това, през януари 1931 год. за 9 дни е задимен районът на Манчестер и Солфорд – Англия, където са умрели 592 души.
В 1948 год. в Доноре, щата Пенсилвания, неголям промишлен град с хемически и стоманодобивни заводи, при четиридневно задимяване са заболели почти половината от 14-хилядното население като 20 души са умрели.
По-късно, след 10 години е установено, че жителите в Доноре, които са били тежко болни при гореспоменатия случай, са заболели и умрели в една доста по-ранна възраст, отколкото е средната възраст на смъртността при жителите на града.
В 1873 год. в Лондон по време на задимяване са умрели 268 души. Това също е било над обикновената средна смъртност. Такъв дим е покрил Лондон и през 1952 год., в резултат на който зловещата роля на замърсяването на атмосферата е станала съвършено очевидна. Това задимяване е продължило от 5 до 8 декември, а след 10 дни се е изяснило, че в Лондон през този период средната смъртност е превишена значително.
Отново в Лондон през 1956 год. са умрели 1000 души в резултат също на продължително задимяване. За смокова ситуация се съобщава в Лос Анжелос, Ню Йорк, Чикаго и други големи градове в Съединените щати, които са широко известни в съвременната преса.

Когато говорим за замърсяването на водите в почти всички случаи, с малки изключения, трябва да се знае, че то има глобален характер. Замърсяването на водите придобива глобален характер по същата причина както и замърсяването на въздуха, а именно, че водите са мобилен компонент на природната среда. Общо замърсяването на водите може да се сведе до няколко основни категории, а именно:
Първата, това е замърсяването с биогенни трофични вещества и оттам свързаната с тях еутрофикация. Известно е, че всички водни организми се нуждаят от въглерод, водород, кислород, фосфор, сяра и много други елементи. Но от елементите, изброени по-горе азотът и фосфорът най-часто играят ролята на лимитиращи фактори. Азотът се усвоява от водните организми обикновено под формата на нитратни йони, а фосфорът като фосфатни йони. Фосфорът е обикновено в малки количества, а азотът – в по-големи, поради което фосфорът е лимитиращ фактор.
На базата на биологичната им продуктивност екологията подразделя водоемите на две основни групи – олиготрофни (бедни на хранителни вещества) и еутрофни (богати на хранителни вещества).
В миналото водоемите в повечето случаи са били олиготрофни. По-късно обаче, с развитието на първичната продуктивност, а най-вече и с развитието на химическото торене, олиготрофните водоеми с течащи или стоящи води постепенно се превръщат в еутрофни. Това донякъде води до нежелателни процеси. Така например, известно е, че 80% от азота и 70% от фосфора, които навлизат в повърхностните води на САЩ, днес са произведени от човека. Този внос на минерални хранителни вещества идва от редица източници като комунално-битови отпадъчни води, екскрементите и други отпадъци, химизацията на селското стопанство и др.
Когато средната концентрация на йоните на неорганичния азот във водата надхвърля 0,3 мг/м3, а на неорганичния, разтворимия фосфор – 0,01 мг/м3, в развитието на популациите на водораслите настъпва т. нар. „бум”. През лятото той е много висок и се нарича „цъфтеж” на водораслите, които превръщат тогава бистрата вода на нещо подобно на грахова кремсупа. Прозрачността често пъти спада под 30 см. Много пъти цъфтежите на водата се предизвикват от два-три вида зелени или синьозелени микроводорасли. Цъфтежът унищожава рекреационните ценности на водоемите като ги прави негодни за рекреационна дейност. Вонящата зелена слуз зацапва всичко – греблата, винтовете на моторниците, водните ски и др.
Второ, цъфтежът влошава качеството на водите, като им придава миризма и вкус, а ако водоемът се използва за битови нужди, необходимо е да се вложат допълнителни средства за подобряване качеството на водата.
Трето, под действието на вятъра и вълните грамадните купове водорасли, а също и изтръгнатите от дъното висши водни растения се натрупват по плажовете откъм наветрената страна на брега. В резултат на това разлагане във въздуха се отделя много сероводород. Този газ не само че мирише неприятно, но и от него почерняват сребърните предмети и се обезцветяват минералните и растителните бои.
Четвърто, някои видове синьозелени водорасли отделят във водата токсични вещества, които са опасни за рибите и за човека. Някои хора са много по-чувствителни към тях. Описани са случаи, на такава кремсупа по невнимание е попаднал човек. Макар че е престоял само няколко секунди във водата, няколко часа по-късно е изпитал жестоко стомашно разтройство. Очевидно от проникналите в организма му алготоксини.
Пето, водорасловите маси умират, потъват на дъното и образуват дебел слой органична тиня. Милиардите бактерии, които разлагат този материал, изчерпват почти напълно кислорода, разтворен в придънните слоеве вода. Концентрацията му спада от 7 мг/м3 до под 2 мг/м3. Поради недостига на кислород във водата, всички риби и други животни, приспособени да живеят в студени, богати с кислород води, умират на брега, където се разлагат като отделят зловония, привличат мухи и допринасят още повече за влошаването на естетическите и рекреационни параметри на водоемите.
Еутрофикацията се характеризира не само с това буйно развитие на водорасловите популации, но и с бурен разтеж на вкоренените водолюбиви растения. В много области на света, особено в големите реки и езера, на тропичните и субтропичните райони, водните растения се размножават взривообразно. Те започват да пречат сериозно на риболова и други стопански дейности. Еутрофикацията на течащите води е явление не толкова злокачествено. Много реки естествено са олиготрофни при изворите и горните си течения. Там техните води текат бистри и прозрачни, но слизайки надолу те се замърсяват като се получава съответната еутрофикация. Тя обаче може да се прекрати по-лесно отколкото в стоящите водоеми. Щом внасяните хранителни вещества се включат в дънните утайки, те могат да бъдат отнесени до океана.

Много са факторите, които влияят на изменението на климата. Той се изменя в зависимост от географските условия, от геоморфолотията, от надморската височина, от географската ширина и т.н. Освен това претърпява и известни изменения при определени условия. Напоследък обаче, особено внимание се обръща на изменението на климата, а то винаги е глобално, в зависимост от усилената антропогенна дейност.
Основни причини, които предизвикват това изменение, се свеждат до това, до каква степен слънчева радиация ще достигне в определени пунктове на планетата и по-нататък до каква степен дълговълновата част от слънчевия светлинен спектър – енергията, ще се запази на земята или ще излети в пространството.
Напоследък премного се говори за т.нар. „парников ефект”, в резултат на който ще настъпи едно глобално изменение на климата. Същността на парниковият ефект е известна. Има две основни причини, които са резултат на човешката дейност и придизвикват парниковият ефект.
Населението на планетата се увеличава. То все повече и повече е свързано с енергетиката и особено в онези райони, където има периоди през годината на силно застудяване. Там човекът прави всичко възможно да си създаде комфортни топлинни условия за себе си. Това са районите, в които никога не се достига необходимата топлина и човек е принуден да използва топлинната енергия на фосилите, каквито са въглищата, нефтът, газът при згарянето им се получава необходимата топлинна енергия, което му създава преди всичко основните комфортни условия за съществуване. Освен това той използва и не малка част от тази енергия за развитието на промишлеността и транспорта. Следователно въпросът стига до т.нар. „окислителни процеси” или до изгарянето на фосилните вещества, при което изгаряне се освобождава огромно количество въглероден двуокис.
Докато атмосферата се насища на въглероден двуокис при окислителните процеси, какъвто е горенето, за да се стигне до този въглероден двуокис, се консумира много кислород. Получава се един антагонизъм. От една страна, се намалява кислородът, от друга се увеличават въглеродните окиси.
Доказано е от много изследвания, че при увеличаването на въглеродния двуокис, който е основния източник за набавяне на въглерод в органичната материя при фотосинтезата, в известни предели фотосинтезата се увеличава и това подпомага увеличаването на първичната биопродуктивност. В същото време при това увеличаване настъпва освобождаването при фотосинтезата на кислород. В същото време при дишането на растенията през нощта се консумира част от кислорода и се освобождава въглероден двуокис. Животинските организми, в които влиза и човешката популация, непрекъснато дишат и освобождават СО2. Пренасищането на атмосферата с СО2 води до глобалното изменение на климата на планетата. От една страна, се намалява достъпът на слънчевата енергия до планетата, а от друга страна СО2, който има способността да пропуска целия слънчев спектър, не пропуска обратно топлинните лъчи. Това води до постепенно повишаване на средната температура на планетата. По този въпрос учените еколози отдавна бият тревога. Действително, когато говорим за това изменение на климата, което от ден на ден расте все повече, ние можем да кажем, че то няма да бъде така страшно и да предизвика катастрофални последствия за биоценозите на планетата като например при заливането на планетата. Това съвсем не значи, че не трябва да обръщаме внимание на факта, че в резултат на това общо затопляне на планетата ще се появят неприятни последствия, които вече са налице.
Изменението на климата в зависимост от бруталната антропогенна дейност е факт и има изключително важно практическо значение за следващити десетилетия. Защото тя е свързана с енергетиката и тук изниква веднага и другият въпрос – как при енергетиката трябва да се направи всичко възможно, че да не се пренасити атмосферата от въглероден двуокис и прах и оттам да настъпят тези фатални изменения на климата. За изменението на климата в зависимост от замърсяването на атмосферата в глобален характер са разработени най-различни сценарии и математически прогностични модели. Те могат да се различават по известни цифри и по време, но всички показват една и съща тенденция.
Общото на всички сценарии е следното:
1. Разтежът на производството на енергия, която се употребява от човека.
2. Увеличаването съдържанието на въглеродния двуокис и други газове в атмосферата, които предизвикват парниковия ефект като: азотните окиси, метан, озон хлорфлуоровъглероди.
3. Увеличаването концентрацията на атмосферните аерозоли.
М. И. Будико подчертава, че с увеличението на антропогенното производство на енергия от 4 до 10% на година ще доведе до това, че не по-късно от 100 години количеството на топлината, която се създава от човека, ще е почти толкова, колкото е величината на слънчевия радиационен баланс на цялата повърхност на континента за една година. Очевидно е, че в такъв случай ще последват и грамадни изменения на климата на цялата планета.
Будико е изследвал този проблем, като е направил хипотетичен математичен модел за изменението на средногодишната температура на планетата в зависимост от средния ръст на производство на антропогенна енергия с 6% годишно. Той идва до извода, че с този темп на производство на антропогенна енергия, средногодишната планетарна температура през първата половина на 21 век ще предизвика по-голямо изменение на климата в сравнение на първата половина на 19 век, когато изменението на температурата е в резултат повечето на естествени причини. По-нататъшното повишение на температурата бързо ще нараства като ще предизвиква голямо глобално изменение на климата.
Вторият фактор, който може да предизвика съществено изменение на климата, това е растежът на концентрацията на въглероден двуокис в атмосферата. Използвайки числените модели на баланса на този газ, Махта и други автори са определили, че към 2000-та година концентрацията на въглеродния двуокис в атмосферата ще нарасне приблизително с 15 – 20%.
При ежегодния растеж на производството на енергия с 6% в средата на 21 век ще започне бързо да се повишава средната планетарна температура. Това може да създаде големи трудности за стопанската дейност. По такъв начин неконтролираният растеж на производството на топлина ще доведе до изявата на своеобразната топлинна бариера по пътя на развитието на енергетиката. Трябва да се отбележи и това, че производството с 6% годишно съответства на увеличението на това производство през последните години. Получените данни за растежа на величината на допълнителния приток на топлина на единица площ, която се достига в 2070 год., е достатъчно близка до количеството топлина, която се отделя сега в отделните райони, в най-развитите в промишлено отношение страни. Във връзка с това възможността да се достигне до топлинната бариера в период от 100 години следва да се разглежда като един от големите проблеми, който стои пред техниката и енергетиката. Необходимо е да се работи по този въпрос още сега, но за съжаление още нищо не е направено.
При изучаването на изменението на климата, което се обуславя от повишението на глобалната температура, голямо значение има въпросът за състоянието на ледената покривка във високите ширини, т.е. на полюсите. Използвайки за оценка изменението на площта на полярните ледове, е изработен полуимперичен модел за теоретико-термичния режим на атмосферата, от който могат да се разчетат положенията на средните граници на арктически морски ледове в бъдеще. От данните на модела е доказано, че към 2000 год. средната граница на полярните ледове ще отстъпи на север с 2 градуса географска ширина. Разчетите по тези модели показват, че при такова изменение на границите на ледовете ще се стигне до допълнително повишаване на температурата на въздуха във високите ширини, т.е. към севера и към полюсите в периода на хладните годишни времена. Това повишение на температурата ще предизвика значително по-силно затопляне през последните години на нашия век. Заслужава да се отбележи, че след побликуването на тези хипотетични постановки се потвърди намаляването на площта на ледовете в Арктика, свързано с развитието на казаното вече затопляне.
При това положение за пълното стопяване на морските ледове в Арктика са необходими около 75 години.
През 1993 год. в Рим се е провел симпозиум по проблемите на Global Climate Change. На базата на реални данни е съставен прогностичен модел за изменението на СО2 в атмосферата. Общо за планетата СО2 се изменя в милиони тонове както следва: 1985г. – 5,16 млн тона; 2000 г. – 7,29 млн тона; и в 2050 г. – 12,42 млн тона. Тези данни показват, че към 2050 г. ще завърши стопяването на полярните ледове.
Според М. И. Будико, теренните климатични материали показват, че термичните условия в умерените и в северните ширини на северното полукълбо при безделния режим в Арктика ще бъдат в голямо отношение сходни с тези от края на третичния период преди милиони години. Във връзка с този преход към нови термични условия можем да си представим какво възвръщане на климатичните режими на четвъртичното време ще се получи. Заслужава вниманието и голямата скорост, с която може да се осъществи възвръщането на предишните климатични условия. То ще бъде 100 хиляди пъти по-бързо от естествения процес на охлаждането, който е преобладавал през последните геологични периоди.
Очевидно е, че при изменението на климата при стопяването на морските полярни ледове няма да се ограничи с повишаването на температурата на въздуха. Едно от възможните последствия от стопяването на морските ледове е постепенното разрушаване на гренландския и антрактическия ледник, което ще доведе към сериозно повишено ниво на Световния океан и може да настъпи изменението на влагооборота на континентите.
Във връзка с това трябва да се мисли, че изменението на климата, което е започнало в последните години, ще окаже голямо влияние на различните страни на стопанската дейност.
По-нататъшното засилване изменението на климата е свързано със стопяването на полярните ледове. Ако не се вземат специални мерки за ограничаването на стопанската дейност, която предизвиква изменението на климата, ще се стигне до климатическа катастрофа.
Изложените съображения за климатическите условия на бъдещето следва да се допълнят с оценката и добавянето още на влиянието на изменението и на количествата на антропогенните аерозоли. Макар че прогнозирането на тези изменения е трудно, може да се смята, че значителният разтеж на количеството на антропогенните аерозоли в бъдеще е малко вероятно да се намалят, което ще доведе до много неблагоприятни за живота на населението условия от тези аерозоли, особено в градовете и промишлените центрове.
Ако се допусне, че в резултат на успехи за борба против замърсяването на атмосферата количеството на антропогенните аерозоли в близкото десетилети ще се намали, то това ще доведе към ускорение на описания по-горе процес отстъпване на морските полярни ледове и свързаното с тях изменение на климата.
Наред с антропогенните изменения на топлинния и водния баланс, съществува възможност за измененията под влиянието на стопанската дейност и количеството на кислорода в атмосферата, който се изразходва за изгарянето на различните видове топливо и други производствени процеси.
Направените разчети показват, че достигането на значително намаляване на количеството на кислорода може да предизвика големи изменения в климата в резултат на разтежа на концентрацията на въглекиселия газ и увеличение производството на енергията, което представлява допълнителен източник на топлина за атмосферата. По такъв начин проблемът за опазването на атмосферния кислород може да възникне на по-късния етап от екологичния кризис, създаван от човешката дейност. Това съвсем не значи, че ние не трябва да мислим още сега за него.
При обсъждането на изложените дотук материали, които характеризират възможните изменения на климата в следващото столетие, трябва да се отчете, че те в много отношения са условни, но не и невъзможни. Преди всичко трябва да повторим казаното по-горе съображение за това, че изпълнението на разчетите на екстраполацията за съществуващите темпове на растежа на производството на енергията и концентрацията при въглеродния двуокис в атмосферата е възможно, но не задължително като хипотеза по отношение на стопанската дейност в бъдеще. Това налага да се мисли, че ако по-нататъшните изследвания потвърдят извода за възможностите за резките изменения на климата в течение на близките столетия, то трябва да се вземат мерки, които да ограничат влиянието на промишленото развитие на климатическите условия.

Етикети: доклад по екология, доклад по свят и личност, реферат по биология, реферат по екология, реферат по свят и личност