Природные аспекты БЖД
Экология – научная база БЖД. Экологические основы охраны окружающей среды.
Экология – наука, изучающая условия существования живых существ и взаимоотношения их со своей средой обитания.
Поскольку жизнедеятельность осуществляется в системе «человек-среда» экология является научной базой дисциплины БЖД.
В ходе естественного развития человек взаимодействовал с природой. Вначале природа была для него враждебной средой, в борьбе с которой он укреплял свое могущество. Но настал момент когда природа испытала отрицательные последствия этого могущества, которые вначале не влияли на условия существования и здоровье человека, а сейчас обернулись отрицательной стороной против своего творца.
Предмет и задачи экологии. Жизнь на земле развивается по строгим законам природы. Биологические виды (в том числе человек) могут существовать и нормально развиваться только в определенных условиях, к которым они адаптировались в результате тысячелетней эволюции.
Чтобы существовать, человеческое общество вынуждено вступать в определенные отношения с природой, обусловленные его трудовой деятельностью, т.е. заниматься природопользованием.
В результате этого происходят изменения природных комплексов под воздействием деятельности человека называемые техногенезисом.
В историческом плане общего отношения человека к природе можно четко выделить два принципа природопользования:
1. Экстенсивное природопользование – когда рост производства и поселений осуществляется за счет возрастающей нагрузки на природные комплексы, причем эта нагрузка растет быстрее, чем увеличивается масштаб производства.
2. Равновесное природопользование – когда общество контролирует все стороны своего развития, добиваясь того, чтобы совокупная антропогенная нагрузка на среду не превышала самовосстановительного потенциала природных систем.
Биохимический круговорот веществ в экосистеме
Первичное органическое вещество на нашей планете создается, в основном, в тканях зеленых растений (фотосинтез).
Согласно второму началу термодинамики, любая энергия, в конечном итоге, превращается в тепловую и рассеивается. Фотосинтез, наоборот, идет с поглощением тепла. В процессе фотосинтеза происходит увеличение свободной энергии в органическом веществе. За счет преобразования энергии солнечного света в энергию химических связей.
Растения усваивают из атмосферного воздуха огромное кол-во (3.8·1011 М/год) углекислого газа и выделяют 5·1011 м/год свободного кислорода.
Растения строят свой организм без посредников, поэтому их называют самопитающими или автотрофами.
Автотрофы продуцируют первичное органическое вещество из неорганического и называются продуцентам.
Организмы:, не способные строить собственное вещество из минеральных компонентов используют в пищу то, что создано автотрофами. Поэтому они называются гетеротрофами (т.е. питаемые другими) или консументами. Консументы 2, 3 или далее порядка образуют трофические (пищевые цепи) различной сложности.
На всех трофических уровнях образуются отходы органического характера: деструкторы (разрушители) – бактерии, грибы, простейшие – питаясь разлагают эти отходы до минеральных веществ. Эти организмы называют сакрофагами или биоредуцентами.
Один грамм сухого органического вещества растения в среднем содержит 16,7 килоджоулей (4,5 к/кал) энергии. В процессе жизнедеятельности сообщества создается и расходуется органическое вещество. Значит, экосистемы обладают определенной продуктивноситью, т.е. в единицу времени образуется определенная масса вещества.
Ежегодно на суше растения образуют, в пересчете на сухое вещество 0,17·1012 тонн биомассы, эквивалентной 3,2·1018. Продуктивность экосистем можно оценивать в единицах биомассы.
Продуктивность экосистем и соотношение в них различных трофических уровней в пищевых целях принято выражать в форме пирамид. В пирамидах отражают соотношение численности организмов, биомасс, энергии различных трофических уровней.
Все вещества на нашей планете находятся в процессах биохимического круговорота. Различают два основных круговорота: большой (геологический) и малый (биотический).
Естественный круговорот веществ может нарушаться вмешательством человека. Загрязняя воду и воздух, вырубая леса, сжигая топливо, фиксируя атмосферный азот в продуктах производства, связывая фосфор в детергентах, человек замыкает на себя биотический круговорот элементов и вынужден брать на себя частично или полностью управления химией окружающей среды.
