Категории веществ в биосфере

Категории веществ в биосфере

Согласно учению Вернадского В.И. биосфера состоит из нескольких компонентов.

1. Живое вещество – совокупность живых организмов, населяющих планету Земля. Живое вещество или биотические компоненты биосферы включают в себя растения, животных и микроорганизмов. Суммарная масса живых организмов (биомасса) оценивается в ~ 2,42 ∙1012 т, ~ 97 % которых составляют растения, ~ 3 % – животные.

2. Косное вещество – неживое вещество, образованное процессами, в которых живое вещество участия не принимало (магматические породы).

3. Биокосное вещество – структура из живого и косного вещества, которая создается одновременно косными процессами и живыми организмами. Примером является почва, состоящая на 93 % из минеральных, косных веществ, на 7 % - из живых и биогенных веществ.

4. Биогенное вещество – вещество, которое возникло в результате разложения остатков живых организмов, но еще не полностью минерализовано (нефть, торф, уголь и др.)

5. Радиоактивное вещество

6. Вещество космического происхождения (метеориты)

7. Рассеянные атомы

Все эти семь различных категорий веществ геологически связаны между собой.

Сущность учения Вернадского В.И.

Вернадский обосновал важнейшие представления о формах превращения вещества, путях биогенной миграции атомов (т.е. миграции химических элементов при участии живого вещества), о движущих факторах эволюции.

Основные функции биосферы

Благодаря способности трансформировать солнечную энергию в энергию химических связей, растения и другие организмы выполняют ряд фундаментальных биологических функций планетарного масштаба.

Газовая функция. Живые существа постоянно обмениваются кислородом и углекислым газом с окружающей средой в процессах фотосинтеза и дыхания. Растения сыграли решающую роль в формировании состава современной атмосферы. Они строго контролируют концентрации кислорода и углекислого газа, оптимальные для современной биоты.

Концентрационная функция. В процессе эволюции организмы научились извлекать из разбавленного водного раствора и других компонентов природной среды необходимые для них вещества, многократно увеличивая их концентрацию в своем теле.

Таким образом, пропуская через свое тело большие объемы воздуха и природных растворов, живые организмы осуществляют биогенную миграцию и концентрирование химических элементов и их соединений.

Окислительно-восстановительная функция. Многие вещества в природе крайне устойчивы и не подвергаются окислению при обычных условиях. Живые клетки обладают настолько эффективным катализатором - ферментами, что способны осуществлять многие окислительно-восстановительные реакции в миллионы раз быстрее, чем это может происходить в абиотической среде. Благодаря этому живые организмы существенно ускоряют процессы миграции химических элементов в биосфере.

Информационная функция. С появлением первых живых существ на планете появилась и активная ("живая") информация, отличающаяся от той "мертвой" информации, которая является простым отражением структуры. Организмы оказались способными к получению информации путем соединения потока энергии с активной молекулярной структурой, играющей роль программы. Способность воспринимать, хранить и передавать молекулярную информацию совершила опережающую эволюцию в природе и стала важнейшим экологическим системообразующим фактором.

Перечисленные функции живого вещества образуют мощную средообразующую функцию биосферы. Деятельность живых организмов обусловила современный состав атмосферы. Растительный покров существенно определяет водный баланс, распределение влаги и климатические особенности больших пространств. Живые организмы играют ведущую роль в самоочищении воздушной и водной сред. Благодаря растениям, животным и микроорганизмам создается почва и поддерживается ее плодородие. Таким образом, биота биосферы формирует и контролирует состояние окружающей среды.

Организмы делят на пять больших царств:

1. Монеры, или бактерии – одноклеточные организмы, клетки которых имеют простое строение.

2. Протисты – одноклеточные организмы с более сложной структурой.

3. Растения – автотрофные (питающиеся неорганическими веществами) организмы, для которых характерны способность к фотосинтезу и наличие плотных клеточных оболочек, состоящих, как правило, из целлюлозы; запасным веществом обычно служит крахмал.

4. Животные –гетеротрофные (питающиеся готовыми органическими веществами) организмы, не способны к фотосинтезу и, как правило, не имеют плотных клеточных оболочек; запасным веществом обычно служит гликоген. Отсутствие резкой границы между растениями и животными является следствием их общего происхождения, что подтверждается принципиальным единством путей обмена веществ, клеточным строением, общими закономерностями механизмов наследственности и изменчивости.

5. Грибы– одноклеточные или многоклеточные, разнообразные по размерам и строению гетеротрофные организмы с клеточной стенкой, состоящей из хитина (как у некоторых животных) или целлюлозы (как у растений).

Многообразие организмов обусловлено процессом эволюции – необратимого процесса исторического изменения живого. Основными факторами эволюции являются мутационный процесс, естественный отбор, колебания численности особей в популяциях и изоляция популяций.

Уровни организации живого

В организации живого в основном различают молекулярный, клеточный, тканевой, органный, организменный, популяционный, видовой, биоценотический и глобальный (биосферный) уровни. На всех этих уровнях проявляются все свойства, характерные для живого. Каждый из этих уровней характеризуется особенностями, присущими другим уровням, но каждому уровню присущи собственные специфические особенности.

Ноосфера – это высшая стадия развития биосферы, когда преобразующая деятельность человека основывается на научном понимании естественных и социальных процессов с учетом общих законов развития природы. Ноосфера не может формироваться стихийно, для ее формирования необходимы сознательная деятельность людей, активное вмешательство разума в судьбу природы. Техносфера— это часть биосферы в прошлом, преобразованная человеком с помощью прямого или косвенного влияния технических средств с целью наибольшего соответствия своим материальным и социально-экономическим нуждам.

Загрязнение –это привнесение в среду или возникновение в ней новых, обычно не характерных для нее физических, химических, информационных или биологических агентов, или превышение в рассматриваемое время естественного среднемноголетнего уровня (в пределах его крайних колебаний) концентрации перечисленных агентов в среде, нередко приводящее к негативным последствиям.

В наиболее общем виде загрязнение ‑ это все то, что не в том месте, не в то время и не в том количестве, какое естественно для природы, что выводит ее системы из состояния равновесия и отличается от обычно наблюдаемой нормы. Загрязнение может быть вызвано любым агентом, в том числе самым “чистым” (например, лишняя по отношению к природной норме вода в экосистеме суши – загрязнитель). Уровень загрязнения контролируется величинами ПДК и другими нормативами.

По данным Всемирной организации здравоохранения индивидуальная продолжительность жизни человека во многом связана с условиями жизнедеятельности (до 70% зависит от поведения человека и состояния среды обитания).

Профилактика негативных факторов:

Личное безопасное поведение

§ Выбор места жительства

§ Соблюдение правил и норм охраны труда

§ Соблюдение здорового образа жизни

Примеры ЧС по сферам их возникновения

БИОЛОГО-СОЦИАЛЬНЫЕ	ВОЕННЫЕ	ПРИРОДНЫЕ	ТЕХНОГЕННЫЕ	ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ
Инфекционная заболеваемость людей   Инфекционная заболеваемость сельскохозяйственных животных   Поражения сельскохозяйственных растений болезнями и вредителями   Голод   Терроризм	Военные (религиозные, межнациональ-ные) конфликты   Войны	Землетрясения   Цунами   Наводнения   Ураганы   Засухи   Оползни   Селевые потоки	Радиационные   Химические   Биологические аварии   Пожары и взрывы   Обрушение сооружений   Крушение (аварии) транспортных средств	В атмосфере   В биосфере   В гидросфере   Литосфере

В зависимости от количества людей, пострадавших в чрезвычайной ситуации, размера материального ущерба, а также границ зон распространения поражающих факторов чрезвычайные ситуации подразделяются на: локальные; местные; территориальные; региональные; федеральные и трансграничные.

Классификация чрезвычайных ситуаций по масштабу возможных последствий:

· объектовые (распространение последствий ограничено установкой, цехом, объектом);

· местные (распространение ограничено населенным пунктом, районом, областью);

· региональные (распространение ограничено несколькими областями);

· глобальные (распространение последствий охватывает территорию Республики Казахстан и сопредельных государств).

Внутренние причины

К внутренним относятся:

· сложность технологий;

· недостаточная квалификация и некомпетентность обслуживающего персонала;

· проектно-конструкторские недоработки в механизмах и оборудовании;

· физический и моральный износ оборудования и механизмов;

· низкая трудовая и технологическая дисциплины и др.

Внешние причины

К внешним относятся:

· стихийные бедствия;

· неожиданное прекращение подачи электроэнергии, газа, технологических продуктов;

· терроризм;

· войны.

Основные схемы, формулы и т.д., иллюстрирующие содержание:

Представлены на слайде.

Вопросы для самоконтроля:

1 Каковы основные виды чрезвычайных ситуаций?

2.Перечислите основные способы защиты населения при данных чрезвычайных ситуациях?

3.Распишите круговорот веществ в природе.

4.Опишите виды загрязнений, схематично нарисуйте классификацию загрязнителей по природе, агрегатному состоянию и др

5. Что такое производственный фактор, техносфера и стихийные бедствия.

Рекомендуемая литература:

[Основная литература: 2(стр. 11-29), 7(стр. 5-17) Доп. литература: 4 (стр. 5-26), 6 (стр. 4-8)]

Категории веществ в биосфере

Согласно учению Вернадского В.И. биосфера состоит из нескольких компонентов.

1. Живое вещество – совокупность живых организмов, населяющих планету Земля. Живое вещество или биотические компоненты биосферы включают в себя растения, животных и микроорганизмов. Суммарная масса живых организмов (биомасса) оценивается в ~ 2,42 ∙1012 т, ~ 97 % которых составляют растения, ~ 3 % – животные.

2. Косное вещество – неживое вещество, образованное процессами, в которых живое вещество участия не принимало (магматические породы).

3. Биокосное вещество – структура из живого и косного вещества, которая создается одновременно косными процессами и живыми организмами. Примером является почва, состоящая на 93 % из минеральных, косных веществ, на 7 % - из живых и биогенных веществ.

4. Биогенное вещество – вещество, которое возникло в результате разложения остатков живых организмов, но еще не полностью минерализовано (нефть, торф, уголь и др.)

5. Радиоактивное вещество

6. Вещество космического происхождения (метеориты)

7. Рассеянные атомы

Все эти семь различных категорий веществ геологически связаны между собой.

Сущность учения Вернадского В.И.

Вернадский обосновал важнейшие представления о формах превращения вещества, путях биогенной миграции атомов (т.е. миграции химических элементов при участии живого вещества), о движущих факторах эволюции.