Энергия экологических систем.

Практически все органические вещества на земле образуются зелеными растениями в процессе фотосинтеза, этот процесс идет с поглощением энергии, которая накапливается в химических связях органического вещества. Рассмотрим упрощенную схему процесса фотосинтеза:

Фотон попадает в молекулу, фото-электрон взаимодействует с молекулой АДФ преобразуя её в молекулу АТФ.

АДФ + e = АТФ

АТФ + СO + Н₂О + Органическое вещество = O + АДФ.

В связи с тем, что растение производит органическое вещество под действием фотона света, их называют фото-синтетиками. Кроме зеленых растений первичное органическое вещество производят некоторые бактерии. Энергию для этого они берут за счет химических реакций. Их называют хемо-синтетиками. Существуют серобактерии, которые получают энергию за счет окисей соединения серы и самой серы до оксидов. Существуют нитрифицирующие бактерии, которые окисляют аммиак до нитритов, и нитратов, и наконец, железобактерии, окисляющие железо из двух валентного состояния в трех валентное.

Природные ресурсы и их классификация.

Природные ресурсы и их рациональное использование.

 

Природные (естеств.) ресурсы – природные объекты и явления, которые использует человек для создания материальных благ, обеспечивающих не только поддержание существования человечества, но и постепенное улучшение качества жизни.

 

Классификация природных ресурсов.

 

1) По источникам происхождения

а) биологические – все средообор. живые компоненеты биосферы (продуценты, консументы, редуценты)

б) минеральные – составляющие литосферы, используемы в хозяйстве как минеральное сырьё

в) энергетические (энергия солнца, ветра, воды, атомная)

 

2) По использованию в производстве.

а) земельный фонд (земли с/х назначения, земли населенных пунктов, земли не с/х назначения) – составляет 13,4 млрд Га (мировой земельный фонд);

б) лесной фонд – часть земельного фонда на которой произрастает или может произрастать лес;

в) водные ресурсы – количество подземных и поверхностных вод, которое может быть использовано в хозяйстве;

г) гидроэнергоресурсы – те энергоресурсы, которые способны дать река, прилив/отлив океана;

д) ресурсы фауны – количество обитателей лесов, вод, отмелей, которые может использовать человек, не нарушая экологического равновесия;

е) полезные ископаемые – природные скопления минералов в земной коре, которое может быть использовано в хозяйстве.

 

3) по истощаемости.

 

Лимитирующим фактором выживания человека как биологического вида является ограниченность и исчерпаемость важнейших для него природных ресурсов.

 

Ресурсообеспеченность – это соотношение между величиной природных ресурсов на интенсивность их использования.

 

Энергетические ресурсы.

Топлива в среднем хватит на 200-300 лет.

1) Нефть – основа энергетики в развитых странах на 60%, в развивающихся на 40%.

 

Преимущества:

а) многофункциональность;

б) обладает высоким выходом чистой энергии;

 

Недостатки:

Сжигание сопровождается образованием CO₂, NOx, SO₂

 

2) Газовое топливо – природный газ (смесь метана с небольшим количеством тяжелых углеводородов).

Месторождение располагается над залежами нефти. 40% природного газа расположено в Росси.

 

Преимущества:

а) природный газ меньше загрязняет воздух, почти не образует SO₂, в 6 раз меньше NOx по сравнению с нефтью и каменным углем;

б) обладает высоким выходом чистой энергии, легкотранспортируем по трубопроводам.

 

Недостатки:

Для транспортировки его на танкерах его необходимо сжижать, т.е. уменьшается выход чистой энергии, взрывоопасен.

3) Каменный уголь – наиболее распространенный источник энергии после нефти. Больше всего используют США, Китай, страны СНГ (главные загрязнители атмосферы).

 

Преимущества:

самый дешевый способ получения энергии.

 

Недостатки:

а) самое загрязненное ископаемое топливо, при сжигании образуется большое количество SO₂, NOx, твердых частиц;

б) определенные опасности при добыче;

в) легочные заболевания у шахтеров;

г) заброшеные шахты – вред природным системам, загрязняют воды.

 

4) Ядерное топливо (АЭС). Первоначально ядерная энергия рассмотрим как экологический чистый и безопасный способ получения энергии. Строительство АЭС в 3 раза дороже, чем ТЭС.

При эксплуатации АЭС выделяется: SOx, NOx, твердые частицы, CO2.

 

Недостатки:

1) не разработаны надёжные методы хранения радиоактивных отходов;

2) не обеспечены меры безопасности;

3) большие затраты на строительство.

 

5) Альтернативные источники энергии.

а) Солнечная энергия (не может аккумулировать);

б) биотопливо;

в) водородное топливо;

г) ветровые установки;

д) ГРЭС