22.63M

Category:

ecology

Лекция_8_Экологические проблемы

1.

Санкт-Петербургский государственный
архитектурно-строительный университет
кафедра водопользования и экологии
ЭКОЛОГИЯ
Лекция 7
Экологические проблемы
Макарова Светлана Витальевна
к.б.н., доцент

2. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ

Результатом антропогенного влияния на окружающую
среду являются такие экологические проблемы как:
загрязнение воды, воздуха, почв
выпадение кислотных осадков
эвтрофирование водоемов
снижение биоразнообразия
обезлесение
деградация почв и опустынивание
и др.
Последствия деятельности человека могут носить
локальный, региональный или глобальный характер.
2

3. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Загрязнение – привнесение в окружающую среду
веществ, энергии, организмов в результате антропогенной
деятельности, что приводит к негативным последствиям
для живых организмов
Виды загрязнения:
Химическое (вещества)
Физическое (энергетические воздействия)
Механическое (объекты и частицы)
Биологическое (организмы)
3

4. ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ

5.

Часть 1
Кислотные дожди
5

6. Загрязнение воздуха

Главными источниками загрязнения атмосферы являются
выбросы промышленных предприятий, предприятий
теплоэнергетики (ТЭС, котельных), транспорта
Основные (приоритетные) загрязняющие
вещества:
оксид углерода - СО;
оксиды серы - SО2 и SО3;
оксиды азота - NO, NО2 и N2О;
летучие органические соединения (ЛОС) - метан СН4,
бензол С6Н6, фенолы, хлорфторуглероды (ХФУ);
взвешенные твердые частицы - пыль, сажа, асбест, соли
металлов и др.
6

7. Кислотные дожди

Кислая реакция дождевой воды была описана еще в
1684 г. английским ученым Р. Бойлем
Термин «кислотный дождь» появился в середине
XIX века в Англии
Чистая дождевая вода без антропогенных примесей
обычно имеет рН в интервале 5.6-6.5 в результате
образования угольной кислоты:
СО2 + Н2О = Н2СО3
Кислотными осадки считаются при рН<5
7

8.

Причинами кислотных дождей является
поступление в атмосферу оксидов серы и азота
Оксиды серы - выбросы металлургических комбинатов,
сжигание высокосернистых видов топлива (каменный уголь,
мазут)
2SO2 + О2 = 2SОз
SO3 + Н2О = H2SO4
Оксиды азота - выбросы промышленных предприятий,
сжигание различных видов топлива
2NO + О2 = 2NO2
4NO2 + 2Н2О + О2 = 4НNОз
8

9.

Выбросы оксидов серы и азота при сжигании топлива
9

10.

Образование кислотных дождей (http://study.com)
10

11.

Последствия кислотных дождей
Гибель наземной растительности, деградация лесов
Повреждение леса в районе металлургического комбината
(фото В.В.Горшкова)
11

12.

Повреждение хвои кислотными дождями
(фото В.Т.Ярмишко)
12

13.

Ацидификация водоемов ведет к гибели икры и
молоди рыб, снижению численности рыбоядных
животных
Закисление почв – угнетение растительности,
ущерб сельскому хозяйству
Ухудшение качества питьевой воды подкисление воды в источниках водоснабжения
приводит к растворению материала труб
Ущерб здоровью человека - возникновение и
обострение легочных и сердечных заболеваний
Разрушение строительных материалов,
коррозия металлических конструкций
13

14.

Причинение ущерба памятникам
архитектуры и скульптурам, прежде всего, из
мрамора и известняка
Мраморная скульптура льва в Лидсе (http://elementy.ru)
14

15. Кислотные дожди в России

г.Норильск (http://nordroden.livejournal.com/101071.html)
15

16.

г. Норильск, техногенная пустошь (www.priroda.su)
16

17.

г. Карабаш, Южный Урал (http://dimabalakirev.livejournal.com/128342.html)
17

18.

19.

20.

Окрестности г. Мончегорска (влияние комбината
«Североникель») http://dapple-hack.livejournal.com/158863.html
20

21.

Для борьбы с кислотными дождями используются
различные технологии очистки газовых выбросов
предприятий от оксидов серы и азота
Международные соглашения:
Конвенция о трансграничном загрязнении воздуха (1979)
Протокол к Конвенции 1979 г. «О сокращении выбросов
серы или их трансграничных потоков по меньшей мере на
30%»
Протокол «О дальнейшем сокращении выбросов серы»
(1994)
Протокол «Об ограничении выбросов окислов азота или
их трансграничных потоков» (1988 г.)
21

22.

Часть 2
Антропогенное
эвтрофирование
водоемов
22

23. Антропогенное эвтрофирование водоемов

Эвтрофирование (гр. еu - избыточный, trophe – пища) повышение продуктивности водоемов, т.е. способности
синтезировать органическое вещество
Эвтрофные водоемы (П>>Д)
Мезотрофные водоемы (П >Д)
Олиготрофные водоемы (П ≈ Д)
Дистрофные водоемы (П< Д)
2

24. Антропогенное эвтрофирование водоемов

Эвтрофирование бывает естественное и антропогенное
Антропогенное эвтрофирование – это аллогенная вторичная
автотрофная сукцессия
Естественное и антропогенное эвтрофирование
24

25. Проявления эвтрофирования

1. «Цветение» воды синезелеными водорослями
(цианобактериями) - в пресных и солоноватых водах
Финский залив, г. Зеленогорск
25

26.

Цветение воды в Балтийском море
https://www.reddit.com/

27.

Цветение воды в оз. Эри
(http://earthobservatory.nasa.gov)
27

28. Цианобактерии

Цианобактерии, образующие цветение –
колониальные или нитчатые формы, видимые
невооруженным глазом
Колонии цианобактерий при небольшом увеличении
28

29.

Колонии цианобактерий под микроскопом

30.

Эти организмы содержат зеленые (хлорофилл) и синие
(фикоцианины, аллофикоцианины) пигменты, поэтому они и
называются – синезеленые водоросли, или
цианобактерии (Cyanus (лат.) – синий)
Хлорофилл
Фикоцианин
Аллофикоцианин
30

31.

Цианобактерии обладают специфическими органеллами –
газовыми вакуолями, которые позволяют регулировать
плавучесть и менять положение в столбе воды
Способны к фиксации молекулярного азота
31

32.

Некоторые виды способны выделять специфические
токсины (цианотоксины), опасные для человека и
теплокровных животных

33. 34. Основные группы цианотоксинов

Группа
Токсины
Число
форм
Гепатотоксины
(поражают печень)
Microcystin
Nodularin
Cylindrospermopsin
>100
9
3
Anatoxin-а,
Homoanatoxin(а)
Anatoxin-а(с)
Saxitoxin
5
1
20
Lyngbiatoxin-а
Aplisiatoxin
1
2
Липополисахариды
много
Нейротоксины
(поражают нервную
систему)
Дерматотоксины
(воздействие на
кожные покровы)
Эндотоксины
(влияют на
пищеварительную
систему)
Основные группы
цианотоксинов
Норматив ВОЗ для питьевой
воды - 0,001 мг/л (в РФ не
действуют)

35.

)
(фото www.ncwtv.com и http://blog.nwf.org

36.

2. Второй характерный признак эвтрофирования -
зарастание мелководий нитчатыми зелеными
водорослями
Кладофора (пляж г. Зеленогорска)
36

37.

Гниение кладофоры (пляж г. Зеленогорска)
37

38.

Побережье Киндао (Китай), развитие водоросли Enteromorpha ( www.dailymail.co.uk)
38

39. Причины антропогенного эвтрофирования

1. Поступление в водоемы избыточного количества
биогенных элементов (биогенов) – фосфора и азота
Источники: коммунально-бытовые сточные воды,
поверхностный сток с сельскохозяйственных угодий
(удобрения). Поэтому бороться с проблемой можно только
путем очистки сточных вод перед их сбросом в водный объект
2. Гидрологические особенности водоема - низкая
проточность, застойные условия, малая глубина,
хорошая прогреваемость, замкнутые
(циркуляционные) течения
3. Потепление климата усилило процессы
эвтрофирования и расширило их географию
39

40. Последствия эвтрофирования

Нарушение кислородного режима в водоеме,
деградация и гибель экосистемы
Проблемы водоснабжения:
- механические помехи при водозаборе
- ухудшение качества воды (появление привкусов,
запахов,
повышение мутности, цветности)
- токсичность воды
Ухудшение санитарного состояния пляжей
Ущерб рыбному хозяйству (замор, появление
привкусов и запаха у рыбы)
40

41. «Красный прилив»

В морских водах тропических и субтропических регионов
может отмечаться «красный прилив» – цветение воды,
вызванное развитием токсичных динофитовых водорослей
Karenia brevis
«Красный прилив» у побережья Австралии (фото с сайта www.bbc.com)

42.

«Красный прилив» у побережья Флориды (www.redorbit.com)
42

43.

Часть 3
Деградация лесов
43

44.

Общая площадь
лесов –
4,06 млрд. га
(по материалам FAO)
44

45. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ

поддерживают состав атмосферы (выделяют О2,
поглощают СО2)
являются климатообразующим фактором
водосборные бассейны с лесным покровом содержат три
четверти запасов пресной воды
регулируют водный баланс: подпитывают реки, ручьи,
подземные воды, регулируют количество наносов в водоемах
предотвращают эрозию почв
являются местом обитания огромного числа
биологических видов, сохраняют биоразнообразие
.
45

46. ПРИЧИНЫ ДЕГРАДАЦИИ ЛЕСОВ

Вырубка (сведение) лесов человеком с целью
расширения сельскохозяйственных угодий,
строительства, получения строительного материала и
топлива
(FAO)
46

47. Деградация лесов

Сведение лесов в Аргентине (фото http://climate.nasa.gov)
47