--PAGE_BREAK--С нелогических позиций загрязнение это любое нарушение (изменение) оптимального состояния или содержания составляющих (элементов, компонентов, показателей и др.) окружающей среды. Загрязнение ОС подразделяют на природные вызываемые в основном катастрофическими причинами (извержение вулканов землетрясение, пылевые бури селевые потоки и т. д.), и антропогенного возникающего в результате деятельности людей. Следует, к сожалению, отметить, что 98% природных веществ уходят в отходы только примерно 2% составляют полезный общественный продукт.
Среди антропогенных выделяют следующие загрязнения ОС (почвы, воды, атмосферы): биологическое, механическое, химическое (изменения естественных химических свойств среды), физическое (тепловое световое радиоактивное и прочие) микробиологическое.
Под загрязнением следует понимать изменение свойств и ухудшение функций среды в результате выбросов загрязняющих веществ (твердых, жидких, газообразных) а также тепла, радиоактивных загрязнителей, электромагнитных излучений, шума, вибрации и т.д. из различных источников.
Условия ОС, оптимальные для жизни и деятельности человека, находятся в определенных, относительно узких пределах. Как правило, существуют верхняя и нижняя критические границы параметров окружающей среди человека среди, достижение которых угрожает наступление необратимых сдвигов в биологической системе и в ее отдельных звеньях.
Кислород, углерод, водород, азот, фосфор и сера – играют важнейшую роль в формировании живых организмов: они входят в состав белков и нуклеиновых кислот и являются основой жизни на Земле. Важнейшими продуктами для автотрофных и гетеротрофных организмов являются воздух и вода.
Разрушение и загрязнение почв. Антропогенные загрязнения, попавшие в тело почвы, накапливаются, эффекты суммируются. Цепная реакция последствий загрязнения связана с его влиянием на растительность, состояние атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод, а по этим цепям – на здоровье человека.
Парниковый эффект
Если бы в состав атмосферы не входили СО и другие оптические активные газы (СН, озон и др.), то климат нашей планеты был бы холодный и суровый. Присутствия этих газов необходимо для развития жизни на Земле.
Хотя СО в атмосфере составляет сотые доли %, но он существенно влияет на тепловой баланс Земли, сильно поглощая ее инфракрасное излучение.
В последние десятилетия концентрация СО в атмосфере возрастает на 0,4% в год, метана на 1-1,5% в год. В 1990 г. Концентрация СО впервые превысила отметку 350 частей на миллион. К середине 21 века вследствие термического расширения морской воды и таяние ледников поднимается на 0,3-1,5 м. таким образом по сравнению с современной (0,001 м/год) скорость поднятия моря может увеличиться в 2-25 раз. Самый надежный способ против Парникового ефекта – это восстанавливать и разводить леса и не загрязнять мировой океан.
Эффект пустыни
Повышение концентрации СО в при почвенном слое атмосферы вызывает еще три коварных следствия – массовое уничтожение всего живого в почвенном покрове, что ухудшит его плодородие;- ухудшение состояния человека и домашних животных, вызванное кислотным голоданием; — эффект пустыни.
Аэрозольный эффект
Оптика атмосферы определяется в основном присутствием в воздухе аэрозолей.
Оценка содержания твердых частиц в атмосфере за последние 2-а десятилетия показала их рост примерно на 50%.
Предполагают, что дальнейшее увеличение содержание твердых частиц еще на 50% может привести, вследствие отражение солнечного света, к снижению средней температуры приземного слоя атмосферы на 0,5-1% С с соответствующими последствиями.
Нарушение озонового слоя
Все живое на Земле может существовать только потому, что атмосфера задерживает большую часть губительного ультрафиолетового излучения Солнца.
Один атом CL может разрушить в среднем тысячи молекул озона, а один атом Br – десятки тысяч. Следует учитывать, что атомы Cl и Br могут оставаться в стратосфере много лет, т. е. накапливаются.
Атмосферный перенос
Оксиды серы и азота в процессе химических реакций в атмосфере (при каталитическом воздействии аэрозолей, содержащих частицы тяжелых металлов) образуют кислоты, которые выпадают на поверхность земли вместе с дождевыми осадками.
С экологических позиций загрязнение можно сформулировать еще и так – это комплекс помех в экосистемах, воздействующий на потоки энергии и информации в пищевых цепях. Эти помехи часто превышают нормы реакции, эволюционно выработанные на уровне популяций, поэтому отличие естественных помех от антропогенных в том, что первые ведут отбору, а вторые – к массовой гибели.
2. Вопросы по разделам учебника «Энергия. Экология. Будущее»
2.1 Определение понятия жизнь. Исторические предпосылки возникновения и эволюции жизни на Земле
Жизнь есть способ существования белковых тел, и этот способ существования состоит по своему существу в постоянном самообновлении химических составных частей этих тел.
Академик А.А. Ляпунов считает, что управление, понимаемое в широком, кибернетическим смысле, является самым характерным свойством жизни безотносительно к ее конкретным формам. Он характеризирует жизнь как высокоустойчивое состояние вещества, использующие для выработки сохраняющих реакций информацию, кодируемую состоянием отдельных молекул. Расчленение живой материи на клетки, органы, организмы, популяции, виды и т. д.
Согласно Сванте Аррениусу, частицы живого вещества — споры или бактерии, осевшие на малых пылинках, силой светового давления переносятся с одной планеты на другую, сохраняя свою жизнеспособность. Если на какой–нибудь планете условия оказываются подходящими, попавшие туда споры прорастают и дают начало эволюции жизни на ней.
Академик А.И. Опарин считал, что возникновение жизни на Земле следует рассматривать как закономерный процесс эволюции соединений углерода. Органические вещества абиогенного происхождения присутствовали на Земле при формировании ее как планетарного тела. Абиогенное образование простейших углеродов – первая стадия в развитии органической материи. Для возникновения и развития жизни на Земле необходимы были наличие определенных химических веществ, источника энергии, отсутствие газообразного кислорода и неограниченно длительное время. (Кемп, Армс, 1988).
Следовательно, вопрос о происхождении жизни сводится к тому, как возникла столь универсальная система биохимических превращений и в каких реальных условиях были возможны появления, начальные этапы развития и исключительного разнообразия и исключительного разнообразие живой материи.
Особое внимание следует обратить на движущие силы химической эволюции, а именно – на источники энергии для химических синтезов в примитивной атмосфере Земли. Основным источником, как и теперь, было Солнце, спектральный состав, излучение которого не изменился.
Первые циклы, возможно, имели такую структуру:
Водород + СО+Азот + вода органические соединения
Описывая исходные условия возникновения жизни, следует особо отметить, что не менее важным условием оказалось и отсутствие кислорода в первичной атмосфере нашей планеты. Только в атмосфере, лишенной этого жизненно важного компонента, возможны абиогенные образования соединений углерода и их стабильное существование или более медленное разрушение, чем их синтез.
Итак, для появления и развития жизни на Земле, как отличалось раннее, необходимы были: наличие определенных химических веществ источник энергии, отсутствие газообразного кислорода и неограниченно длительное время. Кроме того, для появления жизни на Земле нужны были такие некоторые космические и планетарные условия. Одно из таких условий – размер планеты. Масса ее не должна быть слишком большой, так как энергия атомного распада природных радиоактивных веществ могла привести к перегреву планеты. Маленькие планеты не способны удерживать около себя атмосферу, потому что сила их гравитационного поля притяжения невелика.
Второе, не менее значимое условие – движение планеты вокруг звезды по круговой или близкой к круговой, орбите, позволяющее постоянно и равномерно получать необходимое количество энергии.
Наконец, третье условие для развития материи и возникновение живых организмов – постоянная интенсивность излучения светила.
Итак, примерно 4,5 млрд. лет назад на Земле создались космические, планетарные и химические условия для развития материи в направлении возникновения жизни. На первых этапах своего формирования Земля имела высокую температуру.
Атмосфера состояла из свободного водорода и его соединений (вода, сера, и т. д.) и поэтому носила восстановительный характер. По мнению академика А. И. Опарина, это служило важной предпосылкой возникновение органических молекул не биологическим путем.
Астрономы обнаружили метан в составе атмосферы Юпитера, Сатурна и во многих туманностях Вселенной.
В 1953 г. Американский учений Л.С. Миллер экспериментально доказал возможность таких превращений: Пропуская энергетический разряд через смесь HHO CH NH,
Он получил набор из нескольких аминокислот и органических кислот.
Связь белковых молекул и нуклеиновых кислот, в конце концов, привела к возникновению генетического кода, то ест кой организации молекул ДНК, в которой последовательность нуклеотидов стала служить информацией для построения конкретной последовательности аминокислот в белках.
Первые живые организмы были гетеротрофами, то есть использовали в качестве энергии (пиши) готовые органические соединения, находящийся в растворенном виде в водах первичного океана.
Следующим шагом эволюции было приобретение фотосинтезирующими организмами способности использовать воду в качестве источника водорода.
Первыми фотосинтезирующими организмами, выделяющими в атмосферу кислород, были цианы бактерии. Процесс фотосинтеза протекает следующим образом. Фотон солнечного света взаимодействует с молекулой хлорофилла, в результате чего высвобождается электрон одного из ее атомов.
Во–вторых, в присутствии свободного кислорода возникла возможность появления энергетически более выгодного кислородного типа обмена веществ, то есть аэробных бактерий.
Возникновение жизни на Земле носит закономерный характер, а ее появление связано с длительным процессом химической эволюции происходившей на нашей планете.
Следовательно, клетка является единицей строение всех живых организмов вне зависимости от уровня их организации. Совершенствование взаимодействия между клетками сначала контактного, а затем опосредованного с помощью нервной и эндокринной систем, обеспечило существование многоклеточного организма как единого целого со сложным и тонким взаимодействием его частей и соответствующим реагированием на окружающую среду.
Эволюция биосферы земли закончилась образованием современных материков и океанов. На земле появились листопадные и широколиственные леса, теплокровные, живородящие млекопитающие, менее зависящие от изменяющейся окружающей среды, костные рыбы, многие виды птиц и животных в том числе обезьян.
2.2 Энергетический баланс Земли и круговороты веществ в природе. Запасы природных ресурсов, в том числе горючих ископаемых, и чистой воды
Итак, солнце – главный источник энергии для поверхности Земли.
Благодаря парниковому эффекту поверхность земли получает около 300(кДж/смгод) рациональной энергии, часть которой — 250(кДж/смгод)- идет на испарение воды, а часть — 50(кДж/смгод) – возвращается в атмосферу через турбулентные потоки воздуха.
Основной передатчик тепла между космосом и Землей – атмосфера – получает от Земли «свои» 250кДж (см) за счет конденсации водяных паров, упомянутые 50 кДж (см) – за счет турбулизации приземного слоя атмосферы и непосредственно от радиации Солнца — 250кДж (см). Итог: приход энергии в атмосферу равен 550кДж (см). И соответственно расход тепла через эффективное излучение – той же величине — 550кДж (см). Вместе с результирующими 150 кДж (см) длинноволнового излучения от земной подстилки мы получим расход в целом – 700 кДж (см), в точности равный приходу энергии с потоком солнечной радиации.
В целом гидросфера работает под влиянием накачки солнечной энергии как гигантская тепловая машина. «Чистая» энергия движения, перемещения воздушных и водных масс, т.е. та часть, которая может совершать нужную нам работу, оказывается совсем небольшой: для атмосферы – всего 1,6% от поглощаемого солнечного тепла, а для океано-сферы – еще на пару порядков ниже. Конечно, одна из наиболее серьезных энергетических затрат – это затраты на физический круговорот воды, прежде всего, на испарение. Около 55% — таков расход энергии, дошедший до земной поверхности, на испарение.
Но достаточно ли минеральных ресурсов для обеспечения будущего человечества? Достаточно ли они доступны для эксплуатации? Ответы на эти вопросы весьма противоречивы и неоднозначны. Известно, что минеральные ресурсы размещены крайне неравномерно. Некоторые виды сырья, такие как, например нефть, четко ограничены, и совершенно очевидно, что мы не можем рассчитывать на сохранение прежних темпов их добычи даже в первой четверти следующего столетия.
Циклы воды и воздуха. Наиболее существенный круговорот веществ на нашей планете раскручивается не сам по себе, а потому, что это непрерывно заставляют это делать потоки энергии, главным образом, солнечной. Наиболее важным для энергетического подхода и для методологии в целом является вопрос о движущих силах круговорота.
Геобиохимические циклы. На земной поверхности под влиянием потока солнечной энергии происходит выветривание горных пород, их разрушение. В результате такой эрозии в течении года ветрами, реками, ледниками уносится до 10Т твердого и растворимого вещества.
Природные ресурсы это запасы сырья и энергии, извлекаемые из Земли, такие как строительные материалы, металлы, вода, геотермальная энергия и т.д.
Горючие ископаемые
Самые древние месторождения угля известны в Канадской Арктике; их возраст 350 млн. лет. Важнейший период углеобразования в истории земли находится в интервале 350-250 млн.лет назад. Угленосные отложения, формировавшегося в этом, стомиллионный промежуток времени, обнаружены на всех континентах, но самые большие толщи отлагаются в Северной Америке Европе Азии.
Геологи полагают, что большая часть главных угольных бассейнов уже открыта, мировые запасы всех видов угля оценены в 8620 млрд. т, а дополнительные потенциальные ресурсы в 6650 млрд. т.
Большая часть извлекаемых запасов приходится на Северную Америку, Европу и Азию. Континенты Южного полушария сравнительно бедны углем. Примерно 43% угля мира лежат в странах СНГ, бывшем СССР 29% — в Северной Америке, 14.5% — в странах Азии, главным образом в Китае, 5,5% — в Европе.
Нефть и природный газ
Во–первых, ресурсы нефти и газа (можно вывести), так же как и угля, распространены по всей земной коре неравномерно. Во–вторых регионы, которые сейчас являются главными производителями газа и нефти, обладают и наибольшим потенциалом для новых открытий. В–третьих, при сохранении существующей скорости роста потребления все ресурсы нефти и газа могут иссякнуть через несколько десятилетий.
Запасы чистой воды
Чистая вода становится критическим ресурсом и в ближайшем будущем может определить верхний предел экономического и социально – экологического развития ряда стран и человечества в целом.
Для нормальной жизнедеятельности организма человека требуется, по крайней мере, 1,4 л воды в день. Наше тело почти на 70% состоит из воды. Почвам необходима вода для поддержания жизни растений. Без гидросферы не было бы жизни на Земле.
Вода быстро была бы израсходована, если бы ни циклический круговорот ее в природе.
Итак, атмосферные осадки, речные потоки и подземные воды относятся к категории запасов, а океаны и полярные ледники – к потенциальным ресурсам, но использование как тех, так и других весьма проблематично. Морская вода должна быть обессолена, а полярный лед, хотя и представляет собой пресную воду, должен быть каким то образом доставлен к местам потребления. Уже действуют многие заводы по обессоливанию морской воды, работающие на принципах дистилляции, однако затраты на их строительство и необходимые энергетические мощности делают обессоленную воду очень дорогой, по меньшей мере в 10 раз дороже стоимости воды из самых дорогих резервуарных систем. Использование же полярного льда пока еще не испытано.
Потенциальные ресурсы горючих ископаемых
Горючие ископаемые
Количество
в недрах
Дж
Количество, которое
может быть извлечено
Дж
Уголь
Нефть и газ(подвижные)
Запечатанная нефть(непод.)
Тяжелая нефть(битуминозные пески)
Нетрадиционный природный газ
Горючие сланцы:
(более 40 л нефтепродуктов из 1 т)
(менее 40 л нефтепродуктов из 1 т)
42
2,6
2,5
5,0
10
200
10000
21
2,6
?
0,5–2,5
0,07
1,0
?
продолжение
--PAGE_BREAK--2.3 Экология человеческого общества. Три стадии взаимодействия общества и природы
С появлением людей на Земле началось влияние их деятельности на круговорот веществ и энергетический обмен в биосфере. Вместе с развитием человеческого общества возрастает антропогенное давление на окружающую среду.
В процессе развития отношений между человеческим обществом и природой целесообразно различать три стадии, которые являются разными этапами развития на нашей планете глобальной социоэкосистемы.
Первая стадия взаимодействия общества и природы длилась от появления на Земле людей первобытного вида до возникновения около 40 тыс. лет тому назад разумного человека. В этот период взаимодействие человека с природой ограничивалось биологическим обменом веществ, при этом не нарушалось динамическое равновесие экосистемы. Можно считать, что на этой стадии человеческое сообщество и биосфера в совокупности представляли собой функционально открытую глобальную социоэкосистему.
На второй стадии взаимодействия общества и природы, которая длилась около 40 тис. лет до конца Второй мировой войны, человечество уже ощутимо влияло на окружающую среду, причем антропогенное давление на природу постоянно возрастало с развитием человеческого общества, с усовершенствованием производственных отношений и орудий труда. Человеческая деятельность привела к вымиранию многих видов животных и растений, но не нарушила природного круговорота веществ и энергетических потоков на нашей планете, т.е динамического равновесия биосферы.
Начиная с XVI ст. развитие капиталистических отношений в обществе и интенсивное развитие промышленности определили начало нового машинно–индустриального этапа второй стадии взаимодействия человеческого общества и природы. Молодой капитализм развивал мощную индустрию, подчинял природные ресурсы узкому практицизму. Таким образом, можно считать, что на данной стадии глобальная социоэкосистема стала только частично функционально прикрываться.
Третья стадия взаимодействия человеческого общества и природы началось в середине XX ст. после окончания Второй мировой войны, которая стимулировала резкий скачек в развитии науки и техники. Человеческая деятельность начала превышать масштабы самых мощных стихийных явлений. Нерациональная производственная деятельность, многократно усиленная научно-техническим прогрессом, привела к разрушению регенеративных механизмов биосферы, деформации сложившегося в течение многих миллионов лет природного круговорота веществ и энергетических потоков на планете, разрушению динамического равновесия глобальной земной социоэкосистемы. В результате этого началось прогрессирующее разрушение биосферы Земли, что угрожает стать невозвратным и привести в ближайшем будущем до такой степени деградации окружающей среды, что она станет непригодной для дальнейшего существования людей.
Сходство человека и животных определяется во-первых, вещественным составом, строением и поведением организмов. Человек состоит из тех же белков и нуклеиновых кислот, что и животные, и многие структуры, и функции такие же, как и у животных.
Во-вторых, человеческий зародыш проходит в своем развитии те же стадии, которые прошла эволюция живого.
Мышление человека может быть абстрактным, отвлеченным, обобщающим, понятным, логичным. Именно благодаря способности к понятийному мышлению, человек сознает, что он делает и понимает мир.
Вторым главным отличием является то, что человек обладает речью.
В естествознании известна гипотеза происхождения речи из звуков, произносимых при работе, которые потом становились общими в процессе совместного труда.
Но только человек способен изготовлять и творить орудие труда. С этим связаны утверждения, что животные приспосабливаются к окружающей среде, а человек преобразует ее, и что в конечном счете труд создал человека.
Главные отличия человека от животных – понятийное мышление, речь и труд – явились теми путями, по которым шла обособление человека от природы. Понятийное мышление противостояло человека и природу на идеальном уровне, а труд – на уровне практики. В эпоху научно технической революции оба пути соединились, и противоречия между человеком и природой достигли высшей точки обострения.
Три стадии взаимодействия общества и природы
Первая стадия взаимодействия общества и природы длилась от появления на Земле людей первобытного вида до возникновения около 40 тыс. лет тому назад разумного человека. Немногочисленные первобытные стада людей не нарушали своей деятельностью динамического равновесия экосистемы.
На второй стадии взаимодействия общества и природы, которая длилась около 40 тыс. лет до конца второй мировой войны, человечество уже ощутимо влияло на окружающую среду, причем антропогенные давления на природу постоянно росло с развитием человеческого общества совершенствованием производственных отношений и орудий труда.
Третья стадия взаимодействия человеческого общества и природы началось в середине 20-го столетия после окончания Второй мировой войны, которая стимулировала резкий скачок в развитии науки и техники. Человеческая деятельность начала превышать масштабы самых стихийных явлений.
2.4 Социоэкологическое состояние и глобальные экологические проблемы человеческого общества в 21 веке. Что необходимо сделать и возможности человечества в решении глобальной проблемы века
В настоящее время проблемы экологической безопасности становятся первоочередными проблемами человечества, а зонами экологического поражения становятся практически все регионы планеты Земля.
Загрязненность окружающей среды в значительной степени определяют показания состояния здоровья людей. На величине заболеваемости влияет множество социальных экономических, гигиенических и экологических факторов.
Кратко опишем возможные действия человека на пути к собственной безопасности.
1. Воздействие на масштабы экономики в части ее воздействия на биоту биосферы – самый главный путь ослабления экологического кризиса.
2. Торможение потока отрицательных воздействий экономики на экологическую среду за счет уменьшения потока техногенного загрязнения.
3. Снижение неблагоприятных влияний окружающей среды на человека возможно также за счет изоляции.
4. Приспособление, или адаптация человека к неблагоприятным воздействиям среды, имеет довольно широкий диапазон по отношению к природным факторам.
5. Самовлияние людей на свою численность, уменьшение ее де популяции. Это один из самых главных факторов, которые могут повлиять на количественные параметры экологической среды.
6. Переключение экономических факторов с преимущественно демографических влияний на социально – культурные влияния, которые одновременно способствовали бы стабилизации и сокращению числеености населения.
7. Сокращения потребностей людей, которое ведет к сокращению объемов материального производства, а, следовательно к снижению объема производства на душу населения.
Предполагаемые важные свершения в 21 веке
К самым большим сведеньям, которые будут определять наступивший 21 век, японские ученые отнесли:
1. Полную компьютеризацию в системе образования и просвещения.
2. Введение в начальных классах школ предмета Компьютеры.
3. Внедрение компьютерных систем, которые позволят служащим работать дома.
4. Замена нефти альтернативными источниками энергии.
5. роботизация всех видов тяжелых физических работ.
6. Индустриализация космоса и океана.
В 21 веке необходимо перейти от принципа реагировать и исправлять к принципу «предвидеть и предотвращать». А это означает, что забота об окружающей среде и ее охрана должна стать обязательным требованием международного, национального и регионального экономического развития во всех областях земного шара. Необходимо культурное экономическое, экологическое и техническое единение народов. Следует особо помнить, что победа добра в мире и в человеческой душе зависят в первую очередь от самого человека.
Кроме экологизации экономики у человечества нет путей для выживания.
В соответствии с программой ООН по проблемам окружающей среды было выделено 12 глобальных экологических проблем человечества:
1. Изменение атмосферы, гидросферы, литосферы и климата.
2. Проблемы, связанные с добычей и использованием полезных ископаемых, а также с использованием земной поверхности.
3. Изменение биоты (живого и растительного мира).
4. Изменение в сельском хозяйстве.
5. Демографические проблемы, в том числе проблемы производства продуктов питания.
6. Урбанизация.
7. Влияние окружающей среды и ее изменений на здоровье населения.
8. Проблемы развития промышленного производства.
9. Проблемы производства и использования энергии.
10. Проблемы развития транспорта.
11. Развитие просветительской природоохранной деятельности и понимания всей общественностью проблем окружающей среды.
12. Проблемы, связанные с влиянием войн на окружающую среду и экологическое будущее планеты Земля.
Основные стратегические цели по вопросам в решении главных экологических проблем:
1. Конфронтация и любое военное противостояние опасно для всех стран и народов, разорительно для них и является преступлением перед всем миром. Ядерная война – это конец человеческой цивилизации.
2. Консолидация человечества под знаменем объективного знания; расширение экологического воспитания, просвещения, образования; экологизация бытия – снижение давления до уровня полного соответствия максимуму естественных потребностей человека и имеющемуся природно-ресурсному потенциалу.
3. Объективные закономерности развития природы и общества запрещает коренное преобразование природы сверх допустимых масштабов. Необходима разработка всеобъемлющей сверх долговременной стратегии природопользования, направленной на оздоровление человека и условий его жизни.
4. Порог энергетического насыщения на планете зависит не от возможностей получения энергии, а от допустимых лимитов ее использования – потока тепла, который может выдержать тропосфера Земли. Энергетический лимит составляет примерно 10кВт установленной мощности на человека и уже сегодня превышается в США,
5. Осознание закона оптимальности: крайности в размерах хозяйственных единиц опасны экологически и нерациональны экономически. Гигантизм – начало конца. Необходимо постоянно стремится к максимальной миниатюризации изделий, ресурсо–энергоэкономичности производства, снижению его воздействия на среду жизни.
6. Отказаться от чисто технологического мышления. Подвергать строгой экспертизе любую технику и технологию потенциально опасно для природы, жизни и здоровья людей.
7. Человечество нуждается в единой информационной системе. Информированность сегодня имеет наибольшую ценность – она определяет успехи общественного развития. Необходимо развить энергоэкономные средства «живой» связи – мобильная видеосвязь вместо автомобиля и самолета. Коренным образом изменить способы накопления и передачи информации, заменив книги и газеты миниатюрными носителями, и тем самым – сохранив леса. В максимальной степени использовать коммуникации и средства массовой информации во благо людей, для сохранения человеческой цивилизации.
3. Дополнительные вопросы
3.1 Основы фотосинтеза
Фотосинтез — это превращение зелеными растениями и фотосинтезирующими микроорганизмами (при участии энергии света и поглащаюших свет пигментов – хлорофилл и др.) простейших соединений (воды, СО и минеральных элементов) в сложные органические вещества, необходимые для жизнедеятельности всех организмов.
Реакция фотосинтеза в общем виде с использованием СО и НО выражается следующей формулой:
6 СО+12 НО+2821,9кДж СНО+ 6НО+О
Вся жизнь на земле основана на фотосинтезе растений!
В1941 году американские ученые с использованием изотопа кислорода (О) установили, что в атмосферу при фотосинтезе углеводов выделяется кислород из воды.
Фотосинтез – это уникальный процесс, благодаря которому на Земле возникли условия для биологической эволюции. Теперь известно, что зеленые листья растений – это природная фабрика, вырабатывающая пищу и кислород для всего сущего на Земле. Рассматривая с той и другой точки зрения, — это процесс, от которого в конечной инстанции зависят все проявления жизни на нашей планете. Невозможно найти какие либо природные явления, в той или иной мере не состоящие с фотосинтезом в родстве.
Разрушение Всемирной экосистемы, незаметное в первые десятилетия техногенного прогресса, с какого–то момента стало все ускоряющимся и драматичным.
Овладев многими тайнами природы, в меру зрелости человек ищет иные, более гуманные по отношению к окружающей среде источники энергии. Это взгляд все чаще и чаще задерживается на длительном явлении – зеленом листе, фотосинтезе растений. В нем идут заманчивые и все еще не до конца не разгаданные процессы консервации изобильной и абсолютно даровой энергии Солнца. Аппарат фотосинтеза у растений довольно могуч: миллиарды лет, потрачены на отработку, совершенствование, откладку и шлифовку, не пропали даром. Уголь, нефть и т.д. – это, как всем известно, законсервированная солнечная энергия. По современным данным, количество экономичности доступного угля на планете — тонн, а нефти — тонн, но они, как и большинство других ресурсов, являются невозобновляемыми для человечества. В настоящее время практически все пути, направленные на экологизацию и выживание человеческого общества, на развитие экономики и науки, ведут к фотосинтезу!
Начало научному подходу к физиологии растений положил голландец Ян Баптист Ван Гельминт(1579 – 1644)
Итак, рассудил ученый, только вода служит растению пищей. Это был в истории первый количественный эксперимент с живым организмом. И в этом одна из величайших заслуг Гельминта. Возникла водная теория питания растений, несмотря на очевидную (о, как легко судить на сейчас об этом )ее ошибочность, продолжавшаяся в науке до 19 века.
Английский ботаник и химик Гейле (1677–1761) доказал различие между кровообращением у животных (по кругу) и движение сока у растений (от корней к листьям), где вода испаряется.
В 1727 г. В своей книге Статистика растений Гейле высказал предположение: растения получают часть необходимого им питания при помощи листьев из воздуха.
Джозеф Пристли (1733–1804), английский философ материалист, химик.
У него была другая цель – найти способ очистки воздуха, испорченного горением.
Итак, 1771 год официально считается датой открытия фотосинтеза. Но так ли это?
Явление фотосинтеза – очень сложный и многогранный феномен – и об этом стало понятно гораздо позже. И получается парадокс – честь открытия фотосинтеза могут оспаривать сразу несколько живших даже в разное время крупных ученых. Каждый из них внес существенную ленту, открыл фотосинтез и … не открывал его!
Что собственно открыл пристли? Он открыл не явление фотосинтеза, то, что растения выделяют газ, необходимый для дыхания, название которому кислород – дал позже Лавуазье. Так было открыто первое явление фотосинтеза.
Майер (1814–1878), немецкий врач, физиолог и физик.
Растения усваивают свой основной хлеб углекислый газ – только на свету.
Теперь можно частично сформулировать уравнение фотосинтеза.
Hv+ СО + НО СНО+ О
Углекислый газ, кислород и лучи Солнца – вот ключ к вечной молодости всего сущего на нашей планете Земля.
Следующим шагом эволюции было приобретение фотосинтезирующими организмами способности использовать воду в качестве источника водорода.
Первые живые организмы были гетеротрофами, то есть использовали в качестве источника энергии готовые органические соединения, находящиеся в растворенном виде в водах первичного океана.
продолжение
--PAGE_BREAK--