Головна

динаміка популяцій

  1.  III.2.9. Динаміка чисельності та сучасна демографічна ситуація в Росії
  2.  XIV. СТРУКТУРА І ДИНАМІКА самості
  3.  Б) динаміка виробництва
  4.  Б) Динаміка виробництва
  5.  Вікова динаміка обдарованості
  6.  Питання 13. Хімічёская термодинаміка, термодинамічні параметри (Т, р, V). Внутрішня енергія. Перший закон термодинаміки.
  7.  Питання. Динаміка злочинності.

 Під динамікою популяцій розуміють сезонні і багаторічні коливання їх чисельності, а також зменшення або збільшення території, яку займає популяція. Можливі наступні типи динаміки чисельності популяції (див. Рис. 5.4).

 
 

Мал. 5.4 Типи динаміки чисельності (С. а. Северцов, 1941 г.)

I - стабільний (низька норма смертності); II - лабільний; III - ефемерний.

I -великі тварини з великою тривалістю життя, пізньому надходженням половозрелости і низькою плодючістю (копитні, китоподібні, рептилії) (період 10 ... 20 років).

II - гризуни, деякі хижаки, птиці, риби, комахи (період 5 ... 11 років).

III- короткоживучі тварини (період 4 ... 5 років).

Система "хижак-жертва"

Система "хижак-жертва" - обидві взаємодіючі популяції впливають на чисельність і щільність населення один одного. Ідеальним результатом такої взаємодії виявляється формування повторюваних підйомів і складів чисельності обох видів, причому в цій системі коливань зміна чисельності хижака відстають по фазі від динаміки популяції жертви (див. Рис. 5.5).

 
 

Мал. 5.5 Система "хижак-жертва".

Тема № 6 Екологічні фактори

§ 6.1 Класифікація екологічних факторів

Екологічний фактор - це будь-яка умова середовища, здатне надавати прямий або опосередкований вплив на живі організми. Існує кілька класифікацій екологічних факторів, на рис. 6.1 наведено один з них.

Мал. 6.1 Класифікація екологічних факторів

§ 6.2 Абіотичні фактори

1. Космічні фактори впливають на біосферу Землі. На Землю потрапляє космічний пил, метеоритне речовина, астероїди. А також електромагнітне випромінювання з широким діапазоном хвиль, пов'язане з сонячною активністю.

2. Наземні чинники

а) Кліматичні чинники

1. Промениста енергія Сонця: близько 99% променистої енергії складають промені з довжиною хвилі ? = 170 ... 4000 нм, в тому числі 48% - видима частина спектра (400 ... 760 нм), а 45% ІФ (від 750 нм до 0,001 м), близько 7% припадає на УФ (менш 400 нм).

Переважне значення для життя мають ІФ промені, а в процесах фотосинтезу важливу роль відіграють оранжево-червоні і УФ промені.

- Альбедо Землі: сонячна енергія не тільки поглинається поверхнею Землі, але і частково від неї відбивається. Від цього залежить загальний режим температури, вологості. Так, чистий сніг відбиває приблизно 80..95% енергії сонячної радіації, забруднений сніг 40..50%, чорноземна грунт до 5%, сухий грунт 35..45%, хвойні ліси 10..15%.

- Освітленість земної поверхні, пов'язана з променистою енергією грає велику роль для всього живого, і організми фізіологічно адаптовані до зміни дня і ночі, до співвідношення темного і світлого періодів доби.

1. Вологість атмосферного повітря залежить від насичення його водяними парами. Найбільш багаті вологою нижні шари атмосфери (1,5..2 км), де концентрується приблизно 50% всієї вологи. Чим вище температура, тим більше вологи містить повітря.

Різниця між максимальним і даними насиченням називається дефіцит вологості. Він характеризує відразу дві величини: температуру і вологість. Чим вище дефіцит вологості, тим суші і тепліше і навпаки.

1. Опади - найважливіший фактор, що визначає процеси забруднення природного середовища, вони визначають міграцію забруднених речовин в біосфері.

1. Вітер - виникає при нерівномірному нагріванні різних ділянок земної поверхні, пов'язаний з перепадом тиску. Вітрові потоки - найважливіший фактор переносу, розсіювання і випадання забруднюючих речовин, що надходить в атмосферу від промислових підприємств, енергетики, транспорту. Сила і напрям вітру визначають режим забрудненості навколишнього середовища.

- Тиск атмосфери (нормальне 101,3 кПа, 760 мм рт. Ст.). Періодично виникають області низького тиску характеризуються потужними потоками повітря, що рухається по спіралі і переміщаються в просторі до центру, які носять назву циклонів. Циклони пов'язані з нестійкою погодою і великою кількістю опадів. Протилежність їм антициклони характеризуються стійкою погодою, низькими швидкостями вітру, в ряді випадків температурними інверсіями. При антициклонах можуть виникнути несприятливі умови, з точки зору перенесення і розсіювання домішок.

б) Грунтові (едафогенние) фактори

Верхній шар ґрунту (10 ... 15 см), що містить продукти перегнивання органіки є найбільш родючим і називається гумусом. Надлишок або нестача гумусу визначає родючість грунту. Саме в гумусі відбуваються складні фізико-хімічні процеси, в результаті яких утворюється елементи живлення рослин. Найважливішими хімічними властивостями грунту є концентрація солей в грунтовому розчині, кислотність, що надає вирішальне вплив на активність мікроорганізмів і засвоєння рослинами азоту.

Таким чином, грунт втрачає ті мінеральні елементи, які рослини взяли з неї, а це веде до додаткового впливу мінеральних добрив і т. Д.

в) Орографічні (рельєфні) - рельєф місцевості є одним з найважливіших факторів, від якого залежить перенесення, розсіювання і накопичення шкідливих домішок в атмосферному повітрі. Розташовані в низинах населені пункти в зонах розсіювання промислових викидів піддаються сильному застійному забруднення, а рослинність пригнічена аж загибелі.

3. Водні чинники

а) рухливість води, тобто постійне переміщення водних мас в просторі сприяє підтримці відносної гомогенності хімічних і фізичних характеристик.

б) температурна стратифікація, тобто зміна температури води по глибині водного об'єму.

в) режим, пов'язаний з періодичними (річними, добовими, сезонними) змінами температури. Найнижчими температурами води вважаються - 2 ?С, а найвищими - 35-37 ?С.

г) прозорість води, яка визначає світловий режим під її поверхнею. Від прозорості залежить фотосинтез зелених і пурпурних бактерій, фітопланктону, вищих водних рослин, отже, і продуктивність.

д) солоність (розчинені сульфати, карбонати, хлориди). Води відкритого океану - 35 г / л солей, Чорного -19 г / л, Каспійського - 13 г / л, Азовського - 10 г / л, Балтійського-5 г / л, Мертвого - 260 г / л.

е) розчинені гази: кисень і вуглекислий гази, від яких залежить фотосинтез і дихання мешкають у воді організмів. Перевитрата кисню на дихання водних мешканців і окислення що надходять в воду забруднюючих речовин призводить до переважання анаеробних процесів, «загнивання» води, надлишку мертвої органіки, т. Е. До процесів евтрофікації.

ж) кислотність середовища: кожен вид пристосовується до певного значення pH. Промислові стоки змінюють цей показник, що призводить до зміни одних водних груп мешканців іншими.

§ 6.3 Біотичні фактори

Біотичні фактори - це сукупність впливів життєдіяльності одних організмів на інші.

Взаємовідносини між організмами надзвичайно складні і різноманітні, і в цілому їх можна умовно розділити на прямі і непрямі. Прямі пов'язані з безпосереднім впливом одних організмів на інші по лінії живлення: тварини отримують енергію для своєї життєдіяльності, поїдаючи рослини або інших тварин. Непрямі проявляються, наприклад, у тому, що рослини своєю присутністю змінюють режим абіотичних факторів середовища для тварин або інших рослин.

Взаємодія між живими організмами класифікують з точки зору їх взаємних реакцій (див. Табл. 6.1).

Розрізняють гомотопічні (від грец. Гомос - однаковий) реакції, т. Е. Взаємодії між особинами і групами особин одного і того ж виду, і гетеротіпіческіе (від грец. Гетерос - інший, різний) - взаємодія між представниками різних видів.

Табл. 6.1

Типи взаємодії різних видів

 Наслідки впливу одного вода на інший  Тип взаємодії
+ +  Муталізм (обопільне благополуччя)
+  комменсализм
 (Нахлебнічество) нейтрализм
+ -  Паразитизм, хижацтво
-  Антибиоз
- -  конкуренція

Тема 7 Антропогенний фактор в природі. Основні проблеми екології

§ 7.1 Антропогенний фактор в природі

- Антропогенний фактор - природно-перетворююча діяльність людей, яка є новою рушійною силою розвитку природи.

Спочатку, антропогенний фактор проявляється в малих масштабах, але поступово з накопиченням у людей знань, з використанням вогню, вдосконаленням знарядь праці і зростанням чисельності населення вплив людини на природу неухильно зростала і ставало все більш відчутно. Головними негативними наслідками впливу антропогенного чинника на природу є:

1. забруднення повітря, води і поверхні землі;

2. виснаження мінеральних ресурсів;

3. радіоактивне забруднення середовища.

- Класифікація забруднення навколишнього середовища

Забруднення - це привнесення в яке-небудь середовище нових, невластивих для неї фізичних, хімічних, біологічних агентів або перевищення природного среднемноголетнего рівня цих агентів в середовищі.

Джерела забруднення біосфери:

- За походженням:

1. Природні: викликані природними процесами (виверження вулканів, селеві потоки, грунтова пил)

2. Промислові (антропогенні):

- Промислові підприємства і теплоенергетичний комплекс;

- побутові відходи;

- Відходи с / г, транспорту і зв'язку.

- За типом:

- Матеріальні (хімічно інертні відходи виробництва);

- Хімічні (активні хімічні сполуки);

- Біологічні (мікроорганізми).

Хімічні забруднення найбільш небезпечні види забруднень, т. К. Вони викликають різного роду зміни в біосфері, а отже можуть впливати і на організм людини.

- Матеріальні забруднювачі поділяються на:

- Викиди в атмосферу:

1. газоподібні і пароподібні;

2. рідкі;

3. тверді.

- Стічні води:

- Оборотні (умовно чисті);

- Забруднені.

- Тверді відходи:

- Нетоксичні;

- Токсичні.

- Енергетичні підрозділяються:

- Теплові;

- Світлові (порушення природної освітленості місцевості в результаті дії штучних джерел світла, що призводять до аномалій в житті рослин і тварин);

- Шумові;

- Електромагнітні (лінії електропередач, радіо, телебачення, робота промислових установок);

- Радіоактивне.

- За розташуванням забруднювача:

1. локальні;

2. планетарне (глобальне);

3. місцеві;

4. національні.

- За характером впливу на живі організми забруднення діляться на:

1. Общесамотіческіе - викликають отруєння всього організму (оксид вуглецю, ртуть, ціанисті сполуки, свинець, бензол, миш'як та ін.);

2. Подразнюючі - викликають подразнення дихального тракту та слизових оболонок (хлор, аміак, діоксид сірки, оксид золота, озон, ацетон.);

3. Алергени (розчинники та лаки на основі нітросполук, формальдегіди);

4. Канцерогенні - які викликають злоякісні пухлини (бензопірен, поліциклічні ароматичні вуглеводні, нікель, аміни, діоксини, оксиди хрому, азбест, радон);

5. Мутагенних - зміни спадкової інформації (свинець, марганець, радій, уран).

3. взаємодія промислового підприємства з навколишнім середовищем.

 
 

Массообмен сучасного промислового міста (м / добу)

 
 

§7.2 Проблема утилізації відходів

Некероване збільшення чисельності населення, активний розвиток виробництва і обсягів споживання, а також відсутність ефективних технологій переробки відходів виробництва і побутових відходів призвели до того, що в кінці 20 століття на нашій планеті накопичилася така кількість відходів, яке повсюдно стало загрожувати здоров'ю людей та навколишньому середовищу.

За даними ООН щорічно 5,2 млн. Чоловік, зокрема 4 млн. Дітей помирають від хвороб причина яких неправильне видалення відходів з стічних вод, особливо в районах великих міст. Дуже сильно збільшується кількість твердих побутових відходів (ТПВ). Наприклад, в 1990 р в колишньому СРСР за рік накопичувалося близько 60 млн. Тонн різноманітного міського сміття. Щоб вивести його з міста на звалище витрачалося близько 350 млн. Руб. Кількість відходів щорічно збільшується на 5-6%. У США на збирання та перевезення ТПВ щорічна витрачаються млрд. Доларів.

Раніше більшість відходів (крім скла та металобрухту) спалювалося, але зараз це заборонено через виділення в атмосферу великої кількості небезпечних для здоров'я людей речовин.

У більшості розвинених країн переробляється від 30 до 50 (Європа), до 60-65 (США, Японія) відсотків ТПВ, в країнах, що розвиваються 7-10%, а в Росії, Україні 3-5%.

До 2025 року кількість відходу, за прогнозами фахівців, збільшиться в 4-5 разів, а вартість їх переробки і зберігання - 2-3раза. Тому утилізація відходів є актуальною глобальної економічної проблемою. Особливо актуальним є питання транспортування, зберігання і переробки та захоронення радіоактивних відходів. Радіоактивні відходи є дуже небезпечними особливо високо радіоактивні (щорічно їх утворюється близько 10 тис. М2). Вартість видалення і захоронення радіоактивних відходів є найвищою в порівнянні з вартістю інших відходів.

Все гострішою стає проблема відходів в Україні. Звалища навколо великих міст щорічно захоплюють близько 1500 га землі, яка стає небезпечним джерелом отруєння довкілля. З звалища в повітря і грунтові води надходить багато токсичних речовин: важкі метали, лаки, фарби, пластмаси гума. На звалищах (їх називають ще могильниками) розвиваються хвороботворні бактерії, утворюються токсичні гази, виникають небезпечні для середовища пожежі. Рішенням проблеми має бути:

7. будівництво сучасних отходоперерабативающіх заводів з ефективними технологіями утилізації, спалювання.

8. Виготовлення корисних речовин.

9. Рекультивації звалища і використання тисяч гектарів звільнених від бруду площ землі. Здійснити це можна тільки за умови взаємодопомоги нації, співпраця, взаємного контролю та проведенням відповідних міжнародних договорів і конвенцій.

§ 7.3 Глобальні проблеми екології

1. Екологічна криза - напружені відносини між людиною і певною середовищем через необмежених потреб людини і обмежених можливостей біосфери.

Становлення і розвиток людини супроводжувалося локальними і регіональними екологічними кризами антропогенного походження.

2. глобальна екологічна ситуація

На одного жителя планети щодня видобувається 20 тонн сировини; використовується 7 млн. речовини з них 30 тис. отруйних і 3 тис. канцерогенних. 40% отруйних шкідливих речовин не розкладаються. В океан щодня потрапляють 10 млн. Тонн нафти, причому одна тонна нафти забруднює 12 км2 поверхні води.

Здоров'я людини залежить на 20% від стану навколишнього середовища, 20% від спадковості. З 10 тис. Хвороб - 2 тис. Через забруднення навколишнього середовища (80% від забруднення води).

Головна небезпека - в ослабленні самоочищення біосфери. Знезараження води хлором дуже небезпечно, так як з'єднання хлору з навколишнім середовищем дають токсичні речовини. Скорочення екологічного різноманітності призводить до зниження стійкості до хвороб організму в цілому.

3. основні екологічні проблеми людства

1. «Парниковий" ефект. Збільшення вуглекислого газу (СО2) Призводить до того що порушується тепловий баланс планети, земля більше нагрівається сонцем, вуглекислий газ пропускає сонячні промені, але затримує тепло землі. При збільшенні температури на 2..2,50З звідси підвищує світового океану на 2-3метра, глобальне потеплення.

2. Зменшення концентрації озону в стратосфері: (озонові діри). Озон поглинає УФ випромінювання. Зменшується озон через хлору, фреону, оксиду N2.

3. Поява кислотних дощів

Н20 + SO2 -> H2SO3 a H2SO4

H2SO3сірчиста кислота

H2SO4- сірчана кислота

4. скорочення площ сільгоспугідь від 4 * 109 га до 2 * 109 га.

5. створення мегаполісів

6. Радіоактивне забруднення біосфери

7. Нераціональне використання ресурсів

8. Демографічна «вибух» (оптимальне число 10-12 млрд.)

9. Енергетична криза.

4. причини екологічної кризи

1. суспільного кор планети (5-10 разів)

2. Недостатній рівень інформованості

3. Залишковий принцип виділених коштів на охорону навколишнього середовища

4. Відсутність належної економічної підготовки.

5. Відсутність науково обґрунтованих нормативів природокористування

6. Низька ефективність промисловості (5%)

7. Забруднення біосфери

8. Аварії та катастрофи

9. Значні відходи промислової і побутової діяльності.

5. традиційні заходи з охорони навколишнього середовища

1. Проектування безпечних технологій

2. Застосування Малонебезпечні сировини і палива

3. комплексне використання мінеральної сировини

4. Утилізація відходів і вторинних ресурсів

5. Рекультивація (відновлення) порушених земель

6. Застосування маловідходних і безвідходних технологій

6. перспективні напрямки та заходи щодо подолання кризи

1. Освоєння і отримання нових джерел енергії;

2. Опріснення морської води для отримання питної води;

3. Вирощування морських водоростей, культивування сої та інших високоефективних біологічних технологій;

4. Застосування завадозахисні матеріалів;

5. Виключення токсичних технологій взагалі;

6. Ослаблення фізичних молей в навколишньому середовищі;

7. Довгостроковий прогноз стану навколишнього середовища;

8. Перебудова мислення людства (виховання, релігія, філософія);

9. Екологізація військової промисловості.

§7.4 Екологічна ситуація в Україні

1.

10. 25% всіх промислових забруднень формується важкою промисловістю

11. вичерпані багато природні ресурси (нафта, газ, марганець, вугілля, ртуть)

12. значна розораність територій, мала лісистість.

13. Гідростанції на Дніпрі затопили 580 тис. Га і підтопили 500 тис. Га.

14. Споживання води та енергії на Україні в 15 разів більше ніж у Західній Європі.

15. Значна хімізація с / г добривами: 125 найменувань пестицидів, з них 70 канцерогенних, а 40 практично не розкладається.

16. Радіоактивне забруднення території (22% на території України)

17. Виснаження чорноземів 10..3,2%

18. Погіршення екології Азовського моря

2. основні екологічні проблеми

19. погіршення здоров'я населення

20. зменшення життєвого простору

21. нестача продовольства і ліків

22. погіршення генофонду нації

23. порушення стійкості біосфери і погіршення процесу самоочищення.

Тема № 8. Радіаційний фактор в природі

§ 8.1 Основні поняття і терміни

Як відомо, атом складається з позитивного зарядженого ядра і негативно заряджених електронів. Ядро включає в себе позитивно заряджені протони і електрично нейтральні нейтрони.

Протони і нейтрони в ядрі називаються нуклонами. Маса атома визначається в основному масою нуклонів в ядрі. Масове число А дорівнює числу нуклонів в ядрі. Атомний номер Z дорівнює числу протонів в ядрі. Атоми одного і того ж хімічного елемента мають однаковий атомний номер.

Ізотопи - атоми одного і того ж елемента, які мають різні масові числа.

Нукліди - різновиди атомів з даними масовим числом і атомним номером.

Радіонуклід - нуклід, що володіє радіоактивністю.

Радіоізотопи - ізотоп, що володіє радіоактивністю.

Наприклад, ізотопи вуглецю С-12, С-14, але суміш радіонуклідів: радіонукліди К2-85, I-131, U-235.

Активність радіонукліда в джерелі (А) - міра радіоактивності, вона дорівнює відношенню числа мимовільних ядерних перетворень (n) в цьому джерелі за малий інтервал часу до цього інтервалу. Одиниця активності бекерель (Бк). 1 Бк дорівнює одному ядерному перетворенню (розпаду) за 1 сек: 1Бк = 1расп / с. Позасистемна одиниця - Кюрі, Кі; 1Кі = 3,7 1010 Бк. На практиці використовують питому активність (Бк / кг, Ки / кг) і об'ємну активність (Бк / л, Кі / л).

Період напіврозпаду радіонукліда Т1/2 - Час, протягом якого число ядер даного радіонукліду в результаті самовільних ядерних перетворень зменшується в два рази.

Явище радіоактивності полягає в мимовільному перетворення (розпад) атомних ядер, що призводить до зміни їх атомного номера або масового числа. Зміна атомного номера (Z) - перетворення одного хімічного елемента в інший; при зміні тільки масового числа (А) відбувається перетворення ізотопів даного елемента. Іноді до явища радіоактивності відносять зміна енергетичного стану ядер, яке супроводжується випусканням гамма квантів (при цьому їх склад залишається незмінним).

§ 8.2 Види випромінювання

В результаті радіоактивних перетворень можуть виникати заряджені і незаряджені частинки, наприклад альфа частинки, бета частинки, фотони, нейтрони. Фотони ядерного походження називаються також ?-квантами.

Іонізуюче випромінювання - це випромінювання, взаємодії якого з середовищем призводить до утворення іонів різного знаку (видиме світло і УФ випромінювання не відносяться до ІІ).

Розрізняють безпосереднє ІІ і непряме ІІ.

Безпосереднє ІІ складається з заряджених частинок, кінетична яких достатня для іонізації при зіткненні з атомами речовини (альфа і бета випромінювання, протонне випромінювання прискорювачів і т. П.).

Непряме ІІ складається з незаряджених (нейтральних) частинок, взаємодія яких із середовищем призводить до виникнення заряджених частинок, здатних безпосередньо викликати іонізацію (нейтронне випромінювання (потік нейтронів), рентгенівське або гамма випромінювання, т. Е. Електромагнітне).

Змішані випромінювання - це випромінювання складаються з частинок різного виду. Залежно від характеру поширення в часі розрізняють безперервне і імпульсна випромінювання.

Для вимірювання енергії ІІ використовують позасистемна одиницю - електрон / вольт (еВ). 1еВ = 1,6 10-19 Дж (1еВ дорівнює енергії, яку набуває електрон при проходженні різниці потенціалів в 1В).

Гамма-випромінювання - електромагнітне (фотонное) непряме ІІ, що випускається при ядерних перетвореннях (реакціях) або анігіляції часток. Має високу проникаючу здатність (пробіг фотонів в повітрі може сягнути сотень метрів, в біологічної тканини до 10-15 см) і тому представляє велику небезпеку, як джерело зовнішнього випромінювання.

Рентгенівське випромінювання - сукупність гальмівного і характеристичного випромінювання, що генеруються рентгенівським апаратом.

1. гальмівне випромінювання - фотонное випромінювання з безперервним енергетичним спектром, що випускається при зміні швидкості заряджених частинок. Виникає в рентгенівській трубці, прискорювачах заряджених частинок, в середовищі навколишнього джерело бета-випромінювання.

2. Характеристичне випромінювання - фотонное моноенергетичного випромінювання; енергія фотонів залежить від матеріалу, з якого виготовлений анод рентгенівської трубки.

Бета-випромінювання - безпосереднє ІІ з безперервним енергетичним спектром, що складається з електронів (позитронів) одержуваних при ядерних перетвореннях. ?-частинки мають невеликим пробігом (20 м в повітрі і декілька сантиметрів в біологічної тканини). Проте, вони небезпечні при впливі на шкіру, слизову оболонку і кришталик ока, при попаданні в легені і шлунково-кишковий тракт.

Альфа-випромінювання - безпосереднє ІІ, що складаються з ?-частинок (т. Е. Ядер гелію), що випускаються при ядерних перетвореннях. Альфа-частинки мають малий пробіг (до 10 см і не більше 0,1 мм в біологічної тканини; звичайний аркуш паперу затримує ?-частинки), однак вони досить небезпечні при забрудненні шкіри і слизової оболонки очей, при попаданні в легені і шлунково-кишковий тракт, т. к. на своєму шляху ці частинки створюють високу щільність іонізації.

Нейтронне випромінювання - непряме ІІ складається з нейтронів - незаряджених частинок, що виникають в ядерних реакціях. За енергії розрізняють 4 основні групи нейтронів:

теплові (з найбільш імовірною енергією 0,025 ЕВ), проміжні (з енергією від 1еВ до 200 кеВ), швидкі (з енергією від 200 кеВ до 20 МеВ) і надшвидкі (з енергією більше 20 МеВ). Проникаюча здатність нейтронів висока: пробіг теплових нейтронів досягає 20 м в повітрі і 3 см в біологічної тканини, швидких нейтронів сотні метрів в повітрі і 10 см в біологічної тканини, а надшвидкі нейтрони можуть «пробігати» в повітрі кілька км. Під дією нейтронів протікають різні ядерні реакції речовині і відбувається його іонізація.

§ 8.3 Дози радіоактивності

Поглинена доза (D) - характеризується енергією, поглиненої одиницею маси речовини, що опромінюється. Одиниця виміру в СІ - грей, Гр (1 Гр = 1 Дж / кг). Грей є мірою кількості енергії ІІ будь-якого виду, поглиненої речовиною будь-якого типу. Позасистемнаодиниця-радіо (1 Гр = 100 рад).

Еквівалентна доза (Н) - величина введена для оцінки можливого збитку здоров'я людини від хронічного впливу ІІ довільного складу. Визначається за формулою (8.1):

 , (8.1)

Де Q - коефіцієнт якості випромінювання (рентгенівське випромінювання, гамма-випромінювання, електрони і позитрони Q = 1, протони і нейтрони з енергією менше 10 МеВ Q = 10, альфа-випромінювання - з енергією менше 10 МеВ і важкі ядра від 20).

Одиницею виміру є - зіверт, Зв (1 Зв = 1 Дж / кг). Зіверт дорівнює дозі випромінювання будь-якого виду, що виробляє таку ж саму біологічну дію, як і доза утворена рентгенівським випромінюванням в 1 Гр.

Позасистемна одиниця - бер (біологічний еквівалент рада), 1 Зв = 100 бер.

Експозиційна доза (Х) або (Dx) - (Використовується тільки для фотонного випромінювання) - повний заряд іонів одного знака, що утворюється в одиницю маси повітря. Одиниця виміру - Кл / кг. На практиці використовується позасистемна одиниця - рентген, Р (1 Кл / кг = 3876 Р, 1 Р = 2,58 10-4 Кл / кг).

Один рентген відповідає утворення в одному см3 сухого атмосферного повітря при нормальних умовах (т. е. при температурі 0 0З повагою та тиску 760 мм рт ст) 2,082 млрд. Пар іонів обох знаків.

Потужність дози опромінення: (Р) - відношення приросту дози за певний інтервал часу до цього інтервалу часу. Одиниця потужності дози: Гр / с, Зв / с, Р / с, а також кратні одиниці.

§ 8.4 Вплив ІІ на елементи біосфери

1. З позиції сучасної науки механізм біологічної дії ІІ умовно можна розділити на:

первинні фізико-хімічні процеси, що виникають в молекулах живих клітин і навколишнє їх субстанцію;

порушення функцій цілого організму як наслідок первинних процесів.

В результаті опромінення в живій тканині, як і в будь-якому середовищі, поглинається енергія і виникає збудження й іонізація атомів речовини, що опромінюється. Оскільки у людини (і ссавців) основну частину маси тіла становить вода (близько 75%), первинні процеси багато в чому визначаються поглинанням випромінювання водою клітин, іонізація молекул води з утворенням хімічно високоактивних вільних радикалів Н+ і гідроксилу ОН- (Окислення цими радикалами молекул білка). Побічною дією випромінювання через продукти розпаду води. Пряма дія ІІ може викликати розщеплення молекул білка, розрив найменш міцних зв'язків, відрив радикалів і інших реконструкційні зміни.

2. У біологічних системах спостерігається безліч різноманітних радіаційних ефектів. Можливі наслідки випромінювання для людей можна класифікувати наступним чином:

24. соматичні ефекти;

25. соматика-стохастичні ефекти;

26. генетичні ефекти.

Соматичні наслідки - пошкодження організму людини в результаті опромінення (гостра променева хвороба, хронічна променева хвороба, локальні променеві ушкодження).

Соматика-стохастичні наслідки - носять імовірнісних характер і проявляються при масовому опроміненні людей (скорочення тривалості життя, ракові пухлини, лейкози).

Генетичні наслідки - пошкодження механізму спадковості, що виявляється у нащадків людей, які отримали дози опромінення, значно менше, ніж дози, які викликають соматичні ушкодження.

Діапазон стійкості живих організмів простягається від часткою Грея до десятків кГр, так значення СД50 для бактерій може досягати 10 кГр, рослин 1 кГр, членистоногих 500 Гр, для ссавців від 0,5 до 4 Грей.

Мінімальна абсолютна смертельна доза (загибель протягом 10 діб) для людини 6 Гр (600 рад) при рівномірному опроміненні тіла (при цьому різні органи і тканини людського організму мають неоднакову радіочутливість).

Критичний орган - тканина, орган або частина тіла, опромінення якого в даних умовах в результаті нерівномірного опромінення організму може заподіяти найбільшої шкоди здоров'ю даної особи або його потомства.

У порядку убування радиочувствительности критичні органи відносять до I, II і III груп:

I група - все тіло, гонади, і червоний кістковий мозок;

II група - м'язи, щитовидна залоза, жирова тканина, селезінка, печінка, нирки, легені, шлунково-кишковий тракт, кришталики очей і інші тканини і органи крім тих, хто відносяться до 1 і 3 груп;

III група - шкірний покрив, кісткова тканина, кисті, передпліччя, гомілка і стопи.

§ 8.4 Основи радіаційного нормування

1. Категорії осіб, що опромінюються:

Категорія А - персонал, який постійно або тимчасово працює безпосередньо з джерелами ІВ;

Категорія Б - особи, які не працюють безпосередньо з джерелами випромінювання, але за умовою проживання або розміщення робочих місць можуть піддаватися радіаційного впливу;

Категорія В - населення області, краю, республіки, країни.

Основні дозові межі наведені в табл. 8.1

Таблиця 8.1

 Група критичних органів  Категорія А, ПДР, бер / г  Категорія Б, ПД, бер / г
I  0,5
 II  1,5
 III  3,0

Примітки:

1. Гранично допустима доза (ПДР) - найбільше значення індивідуальної еквівалентної дози за рік, яке при розміреному вплив протягом 50 років не викликає в стані здоров'я персоналу (категорія А) необоротних змін, які виявляються сучасними методами.

2. Межа дози (ПД) - гранична еквівалентна доза за рік для обмеженої частини населення (В).

3. Для категорії В прийняті деякі контрольні рівні; встановлений контрольний рівень, що обмежує дози населення за рахунок АЕС - цей рівень не повинен перевищувати 25 млбер / рік (250 мкЗв / г).

2. Санітарна захисна зона - територія навколо закладу чи джерела радіоактивного викиду або скидання, на якій рівень опромінення людей в умовах нормальної експлуатації установи (джерела ІІ) може перевищувати встановлену межу дози (ПД).

У санітарно-захисній зоні встановлюється режим обмеження і проводитися радіаційного контролю.

Радіаційний контроль - контроль за станом норм радіаційної безпеки і основних санітарних правил, а також отримання інформації про рівні опромінення людей і радіаційної обстановки в установах і в навколишньому середовищі.

Дозиметр - прилад, в основному, призначений для вимірювання дози і потужності дози ІВ.

Радіометр - прилад, в основному призначений для вимірювання активності радіонукліду в джерелі або щільності потоку частинок.

§ 8.5 Методи захисту від іонізуючого випромінювання

Основними способами захисту від зовнішнього випромінювання є

використання для роботи джерел з мінімально можливою активністю (захист кількістю);

проведення робіт, пов'язаних з опроміненням, в перебігу мінімального часу (захист часом);

видалення під час роботи на максимальне відстані від джерел ІІ (захист відстанню.);

зменшення природного випромінювання за допомогою екрану (захист екраном).

Для попередження попадання радіоактивної речовини усередину організму приймаються різні захисні заходи: вентиляція, ведення робіт в вакуумних шафах, застосування автоматичних маніпуляторів і телебачення, а також індивідуальні захисні засоби - респіратори, шлангові протигази, пневмокостюми. Для прискореного виведення радіонуклідів з організму людини застосовують такі прийоми: промивання шлунково-кишкового тракту, прийом адсорбентів, ізотопне розведення.

§ 8.6 Радіаційний фон

1. Кожна жива істота на Землі постійно зазнає впливу іонізуючої радіації: вона надходить до нього з космосу, з глибин землі і навіть від інших живих організмів, а в двадцятому столітті ще й від рукотворних джерел випромінювання.

Не будь природного радіаційного фону на землі, не було б і багатьох генетичних мутацій. А якби не було достатньої кількості генетичних мутацій, природа багато в чому втратила б свою різноманітність, і без цього розмаїття природний відбір не міг би створити таке багатство органічного світу, яке ми спостерігаємо.

2. Населення в цілому піддається опроміненню за рахунок природного, штучного радіаційних фонів, медичних процедур.

Природний радіаційний фон - потужність еквівалентної дози ІВ, створювана космічним випромінюванням і випромінюванням природно розподілених природних радіонуклідів в поверхневих шарах землі, при земній атмосфері продукти харчування, вода і організми людини.

Технологічно змінений природний радіаційний фон - це фон, обумовлений широким використанням матеріалів з підвищеним вмістом природних радіонуклідів, спалюванням викопного палива, застосуванням с / г добрив і т. Д.

Радіаційний фон на нашій планеті складається під впливом компонентів

1. Випромінювання, обумовленого космічним випромінюванням;

2. Випромінювання від розсіяних в грунті, повітрі, воді та інших об'єктах зовнішнього середовища природних радіонуклідов4

3. Випромінювання від штучних радіонуклідів при випробуванні ядерної зброї і що випали на поверхні землі у вигляді локальних тропосферних або глобальних радіоактивних опадів або при надходженні в зовнішнє середовище при видаленні радіоактивних відходів підприємств атомної промисловості, підприємствами ядерного паливного циклу, підприємствами і установами працюють з радіоактивними речовинами і використовують їх в медицині, науці, техніці або с / г.

Всі ці обставини людина повинна всебічно враховувати при проведенні заходів по управлінню екологічними системами та окремими популяціями з метою використання їх в своїх інтересах, а також враховувати непрямі наслідки, які можуть мати місце при цьому, наприклад, при знищенні хижаків або захисту рослин в с / г .

Тема 9 Основи нормування антропогенного навантаження на природне середовище

Основні поняття і причини нормування

1. Як було вже зазначено вище, людина в процесі взаємодії з природою змінює її стан. Причому в більшості випадків антропогенний вплив носить негативний характер, призводить до різкої зміни середнього стану природного середовища не тільки в даному регіоні, а й на глобальному рівні.

Отже, необхідно розробити такі підходи до проектування, будівництва і експлуатації, які зменшили б негативні антропогенні ефекти. В ряду таких підходів управління екологічною безпекою важлива роль належить нормуванню антропогенного навантаження на природне середовище.

Під екологічним нормуванням розуміється визначення величин гранично допустимих навантажень, що не приводять до порушення функцій екосистеми.

2. Основні принципи екологічного нормування:

1. Принцип надійності - екологічні нормативи повинні бути науково обгрунтованими, легко контрольованими.

2. Принцип ієрархічності - екологічні нормативи повинні розробляти для різних ієрархічних рівнів і для різних рівнів природокористування (місцевого, регіонального, національного і глобального).

3. Принцип реалістичності - поточні екологічні нормативи повинні бути здійсненні.

4. Принцип «слабкої ланки» - екологічні нормативи повинні розроблятися з вченій найбільш вразливих компонентів, зв'язків в системи і самих систем.

5. Принцип мети - пріоритет обліку довгострокових наслідків для суспільства і природи в цілому над короткостроковими екологічними інтересами окремих природокористувачів, регіональних інтересів і локальними і т. Д.

§ 9.2 Санітарно-гігієнічний підхід до визначення норм антропогенного навантаження




 Тема № 2 Основи вчення про біосферу. концепція ноосфери |  Основи вчення про біосферу |  концепція ноосфери |  перетворення енергії |  Біогеоценоз В. м. Сукачова |  Трофічні ланцюги і рівні |  Функція продуцентів - виробництво органічної речовини, що накопичується в тканинах продуцентів. |  Не більше 10% енергії надходить від кожного попереднього трофічного рівня до наступного. |  Класифікація ГДК в різних середовищах |  Нормування забруднюючих речовин в повітрі |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати