КАУ А

Работа добавлена на сайт samzan.net:

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

АЛМАТИНСКИЙ КОЛЛЕДЖ СВЯЗИ ПРИ «КАУ»

А. Д. Гакипова

СБОРНИК

АКТИВНОГО РАЗДАТОЧНОГО МАТЕРИАЛА

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«ЭКОЛОГИЯ»

2-й курс

ДЛЯ УЧАЩИХСЯ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ

«РАДИОЭЛЕКТРОНИКА И СВЯЗЬ»,

«ОПТИЧЕСКОЕ И ЭЛЕКТРОННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ»,

«ЭКОНОМИКА» (по отраслям)

Алматы 2012 г.

Составитель преподаватель АКС Гакипова А. Д.

Сборник активного раздаточного материала рассмотрен и утвержден на заседании педагогического совета АКС при ННУ «КАУ».  

Протокол № __ от _______.

Сборник предусматривает изучение вопросов экологической безопасности и улучшения условий жизни в значительной мере связанных с количественными и качественными изменениями воздействия на окружающую среду основных отраслей экономики. Знание наиболее актуальных проблем резкого потепления климата, сокращения озонового слоя, прогрессирующего опустынивания, сокращения биологического разнообразия, утилизации отходов производства и потребления и загрязнения воздушного бассейна, в т.ч. на примерах изучение региональной экологии Республики Казахстан. Алматы: АКС, 2011 – 91 с.

Сборник содержит активный раздаточный материал и указания к выполнению заданий СРС и СРСП.

ãАлматинский колледж связи, 2012

Перечень принятых сокращений

АПК - «Алматы Пауэр Консолидейтед» энергетическая компания

БГМК - Балхашский горнометаллургический комбинат

БПК – биохимическое потребление кислорода

ВКО – Восточно-Казахстанская область

ВМО – Всемирная метеорологическая организация

ГЛФ – Государственный лесной фонд

ДДТ – дихлордифенилтрихлорэтан

ЕРН – естественные радионуклиды

ЗВ – загрязняющие вещества

ИЗА – индекс загрязнения атмосферы

ГЛФ – государственный лесной фонд

ГосНПЦзем – Государственный научно-производственный центр

земельных ресурсов и землеустройства

КГСЭН – Комитет государственного санитарно-эпидемиологического

надзора

КНР – Китайская Народная Республика

ГОК – горно-обогатительный комбинат

ЛХПП – лесохозяйственное предприятие

МЗ РК – Министерство здравоохранения Республики Казахстан

МС – метеорологическая станция

МСХ РК – Министерство сельского хозяйства Республики Казахстан

МЭД – мощность экспозиционной дозы

НГКМ - нефтегазоконденсатное месторождение

НМУ – неблагоприятные метеорологические условия

НРБ – норма радиационной безопасности

НЯЦ РК – Национальный ядерный центр РК

ООН – Организация Объединенных Наций

ООПТ – особо охраняемые территории

ОС – окружающая среда

ПАН - пероксиацетилнитраты

ПДК - предельно - допустимая концентрация

ПЗРО – поверхностное захоронение радиоактивных отходов

РАО – радиоактивные отходы

СВ – сточные воды

СКО – Северо-Казахстанская область

США – Соединенные Штаты Америки

УВ – уровень вмешательства

УФ лучи – ультрафиолетовые лучи

ХПК –химическое потребление кислорода

ХФУ – хлорфторуглеводороды

ЭРОА – эквивалентная равновесная объемная активность

ЮКО – Южно-Казахстанская область

Лекция № 1. Загрязнение окружающей среды

Формы воздействия человека на биосферу и ее ресурсы

В связи с высокой численностью людей на Земле — более 6 млрд. — и сопутствующих им организмов (домашних животных и других) в настоящее время имеет место огромная степень антропогенного (от греч. anthropos — человек, genesis — производить) давления на природные экосистемы и биосферу в целом. Во многих случаях степень этого давления превосходит пределы их устойчивости и происходит разрушение экосистем. Несоответствие антропогенного давления на биосферу ее возможностям функционировать стабильно и воспроизводить среду обитания организмов с устойчивыми параметрами называют экологическим кризисом.

Воздействие человека на биосферу может быть прямым и косвенным.

Косвенные воздействия на среду обитания человека часто имеет во много раз превосходящий по масштабам прямой ущерб, наносимый биосфере.

Основными негативными следствиями воздействия человека на биосферу являются:

- уменьшение площадей природных экосистем (вырубка лесов, осушение болот, распашка степей), деградация оставшихся, негативные изменения биоценозов, ландшафтов, что ведет к нарушению средообразующей функции биосферы;

- снижение биологического разнообразия на всех уровнях, замена многовидовых природных сообществ упрощенными или монокультурами — агроценозами;

- нарушение естественного хода биогеохимических круговоротов веществ и потоков энергии;

- загрязнение окружающей среды, неблагоприятные изменения климата, истощение озонового слоя;

- перевод возобновимых природных ресурсов в категорию невозобновимых;

- уменьшение запасов невозобновимых ресурсов;

- неблагоприятные изменения почвенного покрова Земли: истощение гумусового слоя, эрозия почв, их засоление, загрязнение;

- строительство искусственных урбэкосистем — городов, селений и др.

В настоящее время человечество приобрело слишком большую значимость для емкости биосферы, что превышает пределы ее устойчивости, приводит в состояние кризиса. Во многих экосистемах идут необратимые изменения, Еще в XIX в. об этом писал Ж.-Б. Ламарк: «Человек создан для того, чтобы уничтожить свой род, предварительно сделав Землю непригодной для существования».

Для устойчивого существования в биосфере человечество должно пересмотреть курс своего развития и свои отношения с биосферой.

Загрязнение окружающей среды. Классификация основных загрязнителей биосферы

Загрязнением окружающей среды (почвы, воздуха, природных вод) называют качественные и количественные изменения ее составляющих: повышение сверх обычного концентраций характерных для нее веществ, содержания биологических объектов, значений физических параметров или внесение новых, не свойственных ей компонентов, оказывающих негативное воздействие на экосистемы и здоровье человека.

Инородные компоненты, загрязняющие экосистемы, называются ксенобиотиками (от греч. xenos — чужой).

Наиболее часто одновременно наблюдаются и качественные и количественные изменения составляющих среды под воздействием различных загрязнителей.

Под изменением физических параметров понимают изменение температуры, уровня шума, напряженности электромагнитного поля, естественного радиационного фона и др.

Классификацию загрязнителей проводят по множеству параметров.

1.По природе загрязнителей: химические; физические; механические.

2.По их физическому состоянию: твердые; жидкие; газообразные.

3.По происхождению загрязнителей: естественные; искусственные (антропогенные)

4.По источникам возникновения: извержение вулканов, пыльные бури;

селевые потоки; промышленные; сельскохозяйственные; коммунально-бытовые и др.

5.По масштабам распространения: местные; региональные; глобальные.

6.По объектам загрязнения: почвенные; атмосферные; природных вод;— околоземного космического пространства.

7.По степени устойчивости в среде: быстроразлагаемые; среднеразлагаемые; медленноразлагаемые.

Помимо этого антропогенные выбросы загрязняющих веществ делят на технологические — предусмотренные данным производственным процессом и аварийные — происходящие при аварийных ситуациях. Возможно, также классифицировать загрязнения и по многим другим параметрам.

В настоящее время человек искусственно синтезирует более 10 млн. веществ, часть из которых непосредственно поступает в природную среду. Многие из произведенных человеком веществ являются инородными для биосферы, в связи с чем в ней нет разлагающих их механизмов. Из-за этого многие трудно- и неразлагаемые вещества имеют тенденцию накапливаться в биосфере.

Широко известен пример накопления в биосфере хлорорганического инсектицида ДДТ, который начал массово применяться в конце 1940-х гг. для борьбы с вредными насекомыми — комарами, переносившими малярию и желтую лихорадку, вшами, переносившими тиф, и др. ДДТ - синтетический инсектицид, принадлежащий к галогенсодержащим органическим соединениям, высокотоксичный к насекомым и другим живым организмам. Впервые был синтезирован немецким химиком О. Цайдлером в 1874 г. По причине своей высокой устойчивости ДДТ широко распространился по всему Земному шару, и несмотря на то, что в 1970-х гг. его применение было запрещено, ДДТ до сих пор обнаруживают в разных природных объектах. Его следы найдены даже в Антарктиде в жировой ткани пингвинов, хотя на этом материке он никогда не использовался.

Таким образом, многие антропогенные загрязнения во все большей степени приобретают глобальный характер.

Повышение сверх обычного концентраций веществ, являющихся естественными компонентами биосферы, также неблагоприятно. Это ведет к нарушению нормального хода их биогеохимических круговоротов, в то время как стабильный ход круговоротов веществ — важнейшее условие устойчивого функционирования биосферы.

                                                                 ПЕРВИЧНЫЕ

                                                                ЗАГРЯЗНИТЕЛИ       ВТОРИЧНЫЕ

                                                                                                            ЗАГРЯЗНИТЕЛИ

Рисунок 1.1 Первичные и вторичные загрязнители атмосферы

Опасность загрязнений состоит также в том, что при совместном попадании в окружающую среду многие вещества вступают между собой в химические реакции, в результате которых образуются продукты, гораздо более токсичные, чем исходные. Так, окислы серы и азота реагируют в воздухе с кислородом и парами воды и образуют агрессивные серную и азотную кислоты. В результате фотохимических реакций окислов азота с углеводородами из выхлопных газов автомобилей образуется целая группа вредных раздражающих веществ: пероксиацетилнитраты (ПАН), альдегиды, кетоны и др. При обеззараживании воды хлором на водопроводных станциях и канализационных очистных сооружениях хлор реагирует с органическими веществами, содержащимися в воде, в результате чего образуются канцерогенные хлорсодержащие углеводороды — хлороформ и др. Имеются и многие другие подобные примеры.

В зависимости от источников образования все загрязнители окружающей среды делят на первичные и вторичные (рисунок 1.1).

Первичные загрязнители поступают в среду непосредственно из источников загрязнения, вторичные — образуются в среде путем химических взаимодействий.

Таблица 1.1 Значения предельно-допустимых концентраций отдельных примесей в атмосферном воздухе населенных мест  Республики Казахстан

Наименование примесей	Значения ПДК, мг/м3	Класс опасности
	максимально разовая	средне-суточная
Оксид углерода	5,0	3	4
Оксид азота	0,4	0,06	3
Диоксид азота	0,085	0,04	2
Взвешенные  вещества	0,5	0,15	3
Фенол	0,01	0,003	2
Формальдегид	0,035	0,003	2
Свинец	0,001	0,0003
Аммиак	0,2	0,04	4
Диоксид серы	0,5	0,05	3
Сероводород	0,008	-	2
Хлор	0,1	0,03	2
Фтористый водород	0,02	0,005	2
Озон	0,16	0,03	1
Хлористый водород	0,2	0,1	2
Хром (VI)	-	0,0015	1

Санитарно-эпидемиологические правила и нормы: "Санитарно-эпидемиологические требования к атмосферному воздуху", 18.08.2004 г., №629

Помимо синтеза и ввода в биосферу новых химических веществ человек ежегодно извлекает из недр Земли и перемещает по ней более 5 км3 веществ, что сравнимо с размером горы.

В связи с огромными масштабами деятельности человека в биосфере

В. И. Вернадский еще в середине XX в. назвал человечество «величайшей геологической силой».

В основе нормирования загрязнений в средах биосферы - воде, воздухе и почве лежит концепция предельно допустимых концентраций. Предельно допустимыми считаются концентрации (ПДК), не наносящие вреда здоровью живущего и будущих поколений людей и не приводящие к неблагоприятным изменениям среды (таблица 1.1, 1.2, 1.3).

Таблица 1.2 Значения предельно-допустимых концентраций (ПДК) веществ, загрязняющих поверхностные воды Республики Казахстан

Наименование	ПДК для водоемов рыбохозяйственного водопользования, мг/л	ПДК для водоемов хозяйственно-питьевого  и коммунально-бытового водопользования, мг/л	Класс опасности
Хром (3+)	0,005	0,5	3
Хром (6+)	0,02	0,05	3
Железо	0,1	0,3	3
Железо (2+)	0,005
Железо (3+)	0,5
Цинк (2+)	0,01	1,0	3
Ртуть	0,00001	0,0005	1
Кадмий	0,005	0,001	2
Мышьяк	0,05	0,05	2
Бор (3+)	0,017	0,5	2
Медь (2+)	0,001 (к природному  естественному фону)	1,0	3
БПК5	3 мг О2/л	3 мг О2/л
Фенолы	0,001	0,001	4
Нефтепродукты	0,05	0,3	4
Фториды	0,05 (не выше суммарного  содержания 0,75)	1,5	2
Нитриты	0,08 (0,02 по N)	3,3	2
Нитраты	40,0 (9,1 по N)	45,0	3
Аммоний солевой	0,5 (0,39 по N)		4
Кадмий	0,001		2
Сульфаты	100,0		усл. 4
Магний	40,0		усл. 4
Марганец	0,01		3
Никель	0,01(10 мкг/л)		3

Таблица 1.3 Нормативы предельно - допустимых концентраций вредных веществ, загрязняющих почву Республики Казахстан

Наименование вещества	Предельно-допустимая концентрация (ПДК), мг/кг в почве
Кадмий	0,5
Свинец	32,0
Медь	33,0
Хром	6,0
Цинк	23,0

Совместный приказ Министерства здравоохранения РК от 30.01.2004 г. №99  и Министерства охраны окружающей среды РК от 27.01.2004 г. №21-п

Динамика изменения уровня загрязнения атмосферного воздуха по территории республики Казахстан в среднем по отдельным видам загрязнителей составляет:

- максимальная из разовых концентраций взвешенных веществ в г.Шымкенте составила 29,8 ПДК, в г.Балхаше – 8,4 ПДК, в г.Астане и г.Усть-Каменогорске – 6,6 ПДК, в пос.Глубоком – 4 ПДК, в г.Караганде, г.Павлодаре и г.Таразе – более 3 ПДК, в г.Алматы, г.Жезказгане, г.Семипалатинске и г.Темиртау - более 2 ПДК, в г.Экибастузе – равнялась 2,0 ПДК,  в городах Актау, Актобе и Атырау – более 1 ПДК;.

- максимальная из разовых концентраций оксида углерода в г.Таразе составила 7,0 ПДК, г.Алматы - 5,6 ПДК, в г.Костанае, г.Семипалатинске и г.Шымкенте – 4,6-4,8 ПДК, в г.Усть-Каменогорске - 3,4 ПДК, в г.Павлодаре - 3,0 ПДК, в городах Астана, Караганда, Петропавловск  и Темиртау - 1,4 - 1,8 ПДК, в г.Жезказгане и г.Экибастузе - равнялась 1,0 ПДК;

- максимальная из разовых концентраций диоксида азота в г.Шымкенте зарегистрирована равной 23,9 ПДК, в г.Алматы - 9,4 ПДК, в г.Усть-Каменогорске – 8,4 ПДК. В городах Караганда, Костанай и Семипалатинск максимальные концентрации диоксида азота находились в пределах – 3,4-4,0 ПДК, в г.Актобе, г.Астане, г.Жезказгане, г.Таразе и п.Глубокое – 2,0-2,9 ПДК, в городах Актау, Павлодар, Петропавловск, Риддер, Темиртау, Уральск и Экибастуз –1,2-1,9 ПДК.

Тестовые вопросы

1.Что называется антропогенным давлением на биосферу? A) влияние человека на окружающую среду B) влияние стихийных природных явлений на окружающую среду C) нормальное состояние окружающей среды D) нет правильного ответа 2.Что называется экологическим кризисом? A) несоответствие антропогенного давления на биосферу ее возможностям функционировать стабильно B) невозможность стабильно функционировать биосфере C) невозможность воспроизводить среду обитания организмов с устойчивыми параметрами D) все вместе взятое

3. Как называются качественные и количественные изменения составляющих природной среды (воздуха, природных вод, почвы), оказывающих негативное воздействие на экосистемы и здоровье человека? A) рациональное природопользование B) комплексная эксплуатация природных ресурсов C) загрязнение окружающей среды D) ограниченность важнейших природных ресурсов 4. Как называется класс естественных и искусственных (антропогенных) загрязнителей? A) по происхождению загрязнителей B) по масштабам распространения загрязнителей C) по объектам загрязнения D) по степени устойчивости загрязнителей в среде

Глоссарий

На русском языке	На казахском языке	На английском языке
Экологический кризис	Экологиялық дағдарыс	Ecological crisis
Загрязнение окружающей среды	Қоршаған ортаның ластануы	Soil of environment
Прямое воздействие	Тікелей әсер	Direct influence
Косвенное воздействие	Жанама әсер	Indirect influence
Природные экосистемы	Табиғи экожүйе	Natural ecosystems
Почва	Топырақ	Ground
Воздух	Ауа	Air
Природные воды	Табиғи сулар	Natural water

Темы СРС

1) Составить графики «Динамика средних концентраций примесей загрязняющих веществ в отдельных городах Казахстана» по взвешенным веществам, оксиду углерода и диоксиду азота (Л 2 стр. 18-20).

Темы СРСП

1) Составить таблицу «Перечень загрязнителей, классифицирующихся по физическому состоянию», (Л 1, стр. 305).

Список основной литературы

1.Чебышев Н.В., Филиппова А.В. Основы экологии, Москва, 2004 г.

2.Национальный доклад о состоянии окружающей среды в Республике Казахстан, МООС РК, Алматы, 2007 г.

3. В.Г.Игнатов, А.В.Кокин. Экология и экономика природопользования., Р-на-Д, 2003 г.

4. Л.И.Губарева, О.М.Мизирева, Т.М. Чурилова. Экология человека. Москва, 2005 г.

5. Г.С.Оспанова, Г.Т.Бозшатаева. Экология. – Алматы, 2002 г.

6. Под редакцией А.С.Степановских . Общая экология. Москва, 2001 г.

Лекция №2. Антропогенные источники загрязнителей биосферы 

Основными источниками антропогенных загрязнителей биосферы являются предприятия по производству энергии, объекты добывающей и перерабатывающей промышленности, транспорт, населенные пункты (города, поселки), сельскохозяйственные угодья (поля, пастбища), животноводческие комплексы, зоны отдыха (рекреационные зоны) и др.

Загрязнители, вводимые в среды биосферы разными видами источников, представлены в таблице 2.1.

В наибольшей степени биосферу загрязняют объекты по добыче, транспортировке и производству всех видов энергии:

- предприятия по добыче энергосодержащих ресурсов — угля, нефти, газа, древесины и др.;

Таблица 2.1 Виды загрязнителей, вводимых в среды биосферы разными видами источников

Вид промышленности	Загрязняемая среда	Виды загрязнителей
Горнодобывающая	Воздух Вода	Пыль, газы — SО2, SО3, СО2, СО и др. Сброс сточных вод в водоисточники, нарушение гидрогеологического режима территорий, образование депрессионных воронок
	Почва	Загрязнение почвы, нарушения ландшафта, образование отвалов терриконов, вывод из пользования больших площадей земли
Теплоэнергетика	Воздух	Дымовые газы — твердые частицы, окислы серы и азота, тепловое загрязнение
	Вода	Закисление кислотными осадками
	Почва	Закисление кислотными осадками Твердые отходы — золы, шлаки
Металлургическая и металлообрабатывающая	Воздух	Пыль, дымовые газы (окислы серы, азота, металлов и др.)
	Вода	Сброс сточных вод (твердые взвеси, растворы солей металлов, кислот, щелочей, органических веществ)
	Почва	Твердые отходы — золы, шлаки, пустая порода
Химическая	Воздух, вода, почва	Окислы серы, азота, органические растворителя, кислоты, щелочи, углеводороды и их производные, амины, альдегиды, цианиды, фториды, хлор, металлоорганические соединения и др.
Целлюлозно-бумажная	Вода	Органические вещества — фенолы, кислоты, альдегиды, спирты, красители, смолистые вещества, хлор, хлоруг леводороды и др.
Добыча и транспортировка нефти	Воздух, вода, почва	Нефть и нефтепродукты, сопутствующие газы
Нефтеперерабатывающая	Воздух, вода, почва	Утечки нефти и нефтепродуктов, дымовые газы, кислоты
Атомная	Воздух, вода, почва	Радиоактивные отходы
Транспорт	Воздух, почва	СО, окислы азота, серы, аэрозоли углеводородов и несгоревших остатков их молекул, твердые аэрозоли — сажа, частицы свинца, нефтепродукты
	Вода	Нефтепродукты
Коммунальное хозяйство	Воздух	Выделения газов из мест захоронений твердых отходов и очистных сооружений
	Вода	Растворенные и взвешенные органические вещества, моющие средства, хлор, хлоруглеводороды
	Почва	Твердые отходы
Сельское хозяйство	Воздух, вода, почва	Минеральные удобрения, окислы азота, пестициды, мётан, навоз, бак териологическое загрязнение

- предприятия по их переработке — углеобогатительные фабрики, нефтеперерабатывающие заводы и др.;

- транспорт — автомобили, железные дороги, нефтеналивные суда и др.;

- предприятия, вырабатывающие энергию — электростанции, в том числе атомные, ТЭЦ, котельные.

При сжигании топлива в воздух выделяются окислы углерода (СО2, СО), пыль, сажа, окислы серы (SО3 и SО2), окислы азота, углеводороды, диоксины и другие вредные вещества. Самым неблагоприятным энергоносителем с точки зрения окружающей среды (ОС) является уголь.

Одна угольная электростанция мощностью 2,4 млн. кВт расходует 20 тыс. т угля, выбрасывая в воздух 700 т окислов серы, 200 т окислов азота, 100 т твердых частиц (сажи, золы), и производит большие количества твердых отходов. Электростанции, работающие на мазуте, выбрасывают меньше твердых частиц, но сходные количества окислов серы и азота. Менее всего загрязняет воздух газовое топливо, однако запасы газа на Земле ограничены и производство энергии из газа нельзя считать его рациональным использованием. 

По общему объему выбросов загрязнений в атмосферу (и абсолютному и на душу населения) первое место в мире занимают США.

В целях своего функционирования города потребляют в десятки тысяч раз больше энергии, чем такие же площади в сельской местности. Образующиеся при этом тепло, пыль и другие загрязнители изменяют климат городов и поэтому он отличается от климата прилегающих районов: в городах теплее, выше влажность воздуха, меньше солнечного света.

Повышенная температура в городах объясняется следующими причинами:

- наличием искусственных источников тепла: промышленных предприятий, систем отопления зданий, выхлопов автотранспорта;

- особенностями накопления и отражения тепловой энергии городскими сооружениями: камень, бетон, асфальт аккумулируют тепловую энергию сильнее, чем почва и растительность; кроме того, в отличие от горизонтальных поверхностей, многоэтажные здания отражают тепло не верх, а вниз.

В результате над городами формируется купол теплого загрязненного воздуха с вертикальными воздушными потоками. Восходящие потоки и наличие в воздухе загрязнителей, частицы которых являются центрами конденсации влаги, способствуют возникновению туманов и выпадению в городах большего количества осадков, чем в окрестностях.

Наличие в воздухе загрязнителей в виде окислов серы и азота при соединении их с содой ведет к образованию кислот и выпадению кислотных осадков — дождя и снега, которые разрушают здания, памятники культуры, повреждают растительность.

Наличие загрязнений и туманов делает атмосферу менее прозрачной и поэтому уровень инсоляции (количества солнечного света) в городах снижен. При сильном загрязнении инсоляция снижается до 50%.

Влияние городов на окружающие территории зависит от их размера и развития промышленности. Оно может распространяться на сотни километров. Это влияние выражается в:

- загрязнении воздуха;

- организации свалок,

- строительстве мусороперерабатывающих заводов;

- сливе в реки промышленных и фекально-хозяйственных стоков;

- массовом выезде горожан в места отдыха;

- строительстве загородных дач;

- развитии сельского хозяйства — превращении естественных экосистем в агроценозы, строительстве животноводческих комплексов и т. д.

Концентрация людей в городах имеет как положительные, так и отрицательные следствия. С одной стороны, концентрация людей в городах явилась проявлением имеющегося у всех организмов эффекта группы, который, как известно, способствует их выживанию. В городах более высок уровень комфорта, больше возможностей получить образование, работу, качественное медицинское обслуживание, приобщиться к культурным ценностям, общаться с другими людьми и т. д. С другой стороны, следствием жизни в городах является эффект скученности от перенаселенности. Он выражается в деградации условий среды, ухудшении эпидемической обстановки, способствует психоэмоциональным стрессам, росту агрессивности, преступности, распространению вредных привычек, наркомании, алкоголизма, развитию «болезней цивилизации» («болезней стресса») — гипертонии, ишемической болезни сердца, язвенной болезни, диабета, иммунодефицитов, злокачественных опухолей и др.

В экстремальных городских условиях неоценимую эстетическую и рекреационную (от лат. recreatio — восстановление), т. е. способствующую отдыху и восстановлению работоспособности и психоэмоционального равновесия ценность имеют уголки природы: зеленые насаждения, водоемы, фонтаны, парки, скверы, бульвары, сады, зоопарки и др. Они смягчают колебания температуры, очищают воздух от пыли и вредных веществ, дают возможность горожанам пообщаться с природой, отдохнуть от шума, снять стрессовую напряженность.

Тестовые вопросы

1. Назовите основные источники антропогенных загрязнителей биосферы? A) предприятия по производству энергии B) объекты добывающей и перерабатывающей промышленности C) транспорт D) все вместе взятое 2. Какие предприятия в наибольшей степени загрязняют биосферу? A) объекты по добыче энергосодержащих ресурсов B) объекты по транспортировке энергосодержащих ресурсов C) объекты по производству всех видов энергии  D) все вместе взятое

3. Назовите самый неблагоприятный энергоноситель с точки зрения загрязнения окружающей среды (ОС)? A) уголь B) окислы серы C) окислы азота D) тепловое загрязнение 4. Какое государство занимает первое место в мире по общему объему выбросов загрязнений в атмосферу (и абсолютному и на душу населения)? A) США. B) Россия C) Китай D) Казахстан

Глоссарий

На русском языке	На казахском языке	На английском языке
Источник загрязнения	Ластау көзі	Polluter
Антропогенные загрязнители	Антропогендік ластандырғыштар	Anthropogenic pollution
Производство электроэнергии	Электроэнергияны өндіру	Power production
Рекреационные зоны	Рекреациялық зоналар	Recreational zone
Топливо	Отын	Fuel
Оксиды углерода	Көміртекті оксидтер	Corbon oxides
Пыль	Шаң	Dust
Уголь	Көмір	Coal

Темы СРС

1.Составить таблицу «Основные источники антропогенных загрязнителей биосферы» (Л 1, стр. 253)

Темы СРСП

1.Составить перечень «Влияние городов на окружающие территории» (Л 1, стр. 256-259)

Список основной литературы

1.Чебышев Н.В., Филиппова А.В. Основы экологии. – Москва, 2004 г.

2.Национальный доклад о состоянии окружающей среды в Республике Казахстан, МООС РК, Алматы, 2007 г.

3. В.Г.Игнатов, А.В.Кокин. Экология и экономика природопользования., Р-на-Д, 2003 г.

4. Л.И.Губарева, О.М.Мизирева, Т.М. Чурилова. Экология человека. М., 2005

5 Г.С.Оспанова, Г.Т.Бозшатаева. Экология. – Алматы, 2002

6. Под редакцией А.С.Степановских . Общая экология. М., 2001.

Лекция №3. Загрязнение атмосферного воздуха

В естественном состоянии атмосферный воздух содержит: 78,08% азота, 20,95% кислорода, 0,036% углекислого газа, 0,5— 4% паров воды, твердые и жидкие частицы (аэрозоли), небольшие количества инертных газов и примесей — озон, водород, окись углерода (СО), окислы серы (SО2, SО3), окислы азота (NO, NO2, N2О4,) и другие, аммиак, сероводород, углеводороды (СХНХ) и др.

Распределение газов по высоте не всегда однородно, например, озон концентрируется на верхней границе стратосферы на высоте 15—25км, а СО — у поверхности Земли.

Химические и оптические свойства атмосферы, ее химический состав и прозрачность играют важнейшую роль в поддержании температурного баланса Земли: от них зависит степень проникновения к Земле лучей Солнца и обратная отдача тепла Земли в космическое пространство. Наличие в стратосфере озонового «экрана» делает возможным существование жизни на поверхности Земли, без него жизнь существовала бы только в океане.

Загрязнением атмосферы называют повышение в ней концентраций веществ, являющихся ее природными составляющими (СО, SО2, SО3, NO, NO2, N2О4, озона и др.), или внесение в атмосферу человеком не характерных для нее веществ (ксенобиотиков).

По физическим свойствам загрязнители атмосферы подразделяют на:

1) газообразные — окислы углерода, серы, азота, озон, другие газы. Их доля составляет до 90% всех загрязнителей атмосферы;

2) взвешенные частицы — аэрозоли:

- твердые — частицы пыли, сажи, свинца и др.;

- жидкие — капли кислот, углеводородов и др.

Все источники загрязнителей атмосферы делятся на естественные и антропогенные, т. е. произведенные человеком.

Естественными источниками являются:

- извержения вулканов — выделяют пыль, газы SО2, СО2, NO, NO2, НCl, НF и др.;

- все виды процессов горения, лесные пожары, вызванные молниями;

- ветровая эрозия почв, пыльные бури;

- продукты бактериального разложения органических веществ;

- морские брызги (бризы) — выделяют хлориды и сульфаты;

- испарение летучих органических веществ с листьев растений;

- естественные выделения радиоактивных веществ и др.

Большинство выбросов из естественных источников не являются значительными и опасными, за исключением сильных извержений вулканов и пыльных бурь. Описан случай, когда 1 км3 воздуха нес в себе 450 т почвенных частиц.

Антропогенные источники загрязнителей атмосферы весьма различны. Главной причиной загрязнения атмосферы является производство всех видов энергии. Но воздух загрязняют и другие отрасли промышленности, в особенности горнодобывающая, тяжелая, атомная, а также мусороперерабатывающие заводы, выхлопные газы автотранспорта и др.

Наиболее сильное загрязнение атмосферы имеется в городах, но в последнее время оно приобретает все более глобальный характер.

Основные источники загрязнителей атмосферы представлены в таблице 3.1. Однако следует иметь в виду, что данный список является далеко не полным.

Таблица 3.1 Источники загрязняющих веществ

Загрязнитель	Источник
Углекислый газ (СО2)	Извержения вулканов
	Все виды процессов горения, в том числе сжигание ископаемого топлива Дыхание организмов Разложение органики
Окись углерода (СО)	Извержения вулканов Все виды процессов горения Электрические разряды в атмосфере Выхлопные газы автомобилей Деятельность бактерий
Производные серы (SO2, SO3 и др.)	Извержения вулканов Сжигание ископаемого топлива Перегонка нефти Деятельность бактерий Производство серной кислоты Морские брызги
Производные азота (NO, NO2, N2O4 и др.)	Все виды процессов горения Электрические разряды в атмосфере Выхлопные газы автомобилей Деятельность бактерий (брожение) Производство взрывчатых вешеств Производство азотной кислоты
Углеводороды (CxHx)	Месторождения нефти и газа Нефтеперерабатывающие заводы, бензоколонки Испарение из топливных баков и двигателей автомобилей Деятельность бактерий (брожение)
Фотохимические окислители (озон, ПАН, альдегиды и др.)	Фотохимические реакции в атмосфере
Органические соединения	Химическая промышленность Сжигание отходов Испарение летучих органических веществ с листьев растений
Тяжелые металлы	Высокотемпературные выбросы промышленных предприятий Сжигание ископаемого топлива Мусороперерабатывающие заводы
Твердые частицы (аэрозоли)	Извержения вулканов Пыльные бури Сжигание топлива Разные отрасли промышленности Лесные пожары
Радиоактивные вещества	Атомные электростанции Ядерные взрывы

Главными антропогенными источниками загрязнений атмосферы являются все виды процессов горения: сжигание топлива (угля, нефти, газа, торфа, древесины) для производства энергии, а также в двигателях автомобилей, лесные пожары и др.

Ископаемое топливо

↓                                                        ↓                       ↓

↓             +О2                                                 ↓                         ↓

SO2 --------------------------------→                         SO3                           ↓

Двуокись серы                                            трехокись серы          ↓

↓       +Н2О                                            ↓   +Н2О            ↓

↓                                                          ↓                       ↓

↓              +О2                                                   ↓                         ↓

Н2SO3-----------------------------→                       Н2SO4     + окислы металлов

сернистая кислота                                    серная кислота       (Са и Fe)

↓

Сульфаты металлов

Рисунок 3.1 Химические реакции соединений серы в атмосферном воздухе

В процессах сжигания топлива выделяются окислы углерода СО и СО2, частицы углерода — сажа, окислы серы и азота, другие вещества.

Наименьшие количества загрязнителей выбрасываются при сжигании природного газа и нефти, наибольшие — угля, в особенности низкосортного — окислы серы (SO2, SO3), частицы углерода (сажа), силиката кальция (зола), окислы металлов, в основном кальция и железа.

Окислы серы и азота соединяются в атмосфере с парами воды и образуют кислоты, выпадающие на Землю в виде кислотных осадков. Окислы металлов соединяются в воздухе с каплями кислот и образуют сульфаты металлов (рисунок 3.1).

Вещества, образуемые в атмосфере путем происходящих в ней химических реакций, называют вторичными загрязнителями.

Совокупность паров воды (туман), аэрозолей серной кислоты, сульфатов металлов и сажи, образующихся при сжигании угля, создают явление, называемое угольным, или промышленным смогом (от англ. smoke — дым и fog — туман), что в переводе означает «смесь дыма и тумана». Капли серной кислоты дополнительно адсорбируют воду и туман сгущается, достигая высокой степени кислотности. Высокие концентрации смога вызывают нарушение дыхания и болезни легких.

До середины XX в. в связи с распространением угольного отопления в жилых домах угольный смог был обычным явлением в крупных городах Англии, отчего получил название «лондонского» смога. В 1911 г. в Лондоне от угольного смога умерло 1150 человек, в 1952 г. — 4000, а в 1956 и 1957 г. еще 2500 человек. После этого, индивидуальные системы угольного отопления в Лондоне были заменены на современные, не загрязняющие воздух.

Все более значительным фактором загрязнения атмосферы становится транспорт. Выхлопные газы автомобилей, работающих на бензине и мазуте, содержат окислы углерода (СО и СО2), окислы азота, частицы несгоревшего топлива и продукты его неполного сгорания — углеводороды и сажу, при использовании этилированного бензина воздух загрязняют частицы свинца.

Под действием ультрафиолетовых лучей Солнца окислы азота и углеводороды вступают между собой в фотохимические реакции и образуют агрессивный фотохимический, или белый, смог, содержащий озон и другие сильные окислители — пероксиацетилнитраты (ПАН), альдегиды, кетоны и др.

Фотохимический смог образуется при следующем комплексе условий:

- высоком уровне солнечной инсоляции;

- большом числе автомобилей;

- наличии препятствий к разбавлению воздуха (расположение города в низменной местности, его окружение горами, явление температурной инверсии).

Впервые фотохимический смог был описан в Лос-Анджелесе, поэтому его еще называют лос-анджелесским (рисунок 3.2). Этот город лежит в лощине, с трех сторон окружен горами, а со стороны моря на него дуют прохладные ветры. В результате нижний слой воздуха оказывается более холодным, что не дает загрязнениям подняться и перевалить за горный хребет. Наибольшие концентрации фотохимического смога наблюдаются в Мехико, из-за огромного количества машин.

Рисунок 3.2 Формирование фотохимического смога

Таким образом, угольный («лондонский») и фотохимический смог различны по механизмам образования и имеют разные свойства (таблица 3.2).

Таблица 3.2 Сравнительная характеристика фотохимического и угольного смога

Характеристика	Фотохимический смог	Угольный смог
Температура воздуха	24-32 °С	(-1...+ 4) °С
Влажность	<70%	85% + туман
Изменения температуры	Падение на высоте 1000 м	Излучение на высоте нескольких сотен метров
Скорость ветра	<0,3 м/с	Безветренно
Видимость	<0,8-1,6км	<30м
Месяцы наиболее час того проявления	Август - сентябрь	Декабрь - январь
Основное топливо	Бензин	Уголь и бензин
Главные составляющие	О3, NО, NО2, СО	Частицы сажи, соединения серы, СО, пары воды
Тип химических реакций	Окислительные	Восстановительные
Время максимального сгущения	Полдень	Раннее утро
Действие на здоровье	Раздражение глаз	Раздражение дыхательных путей, кашель
Повреждение материалов	Резина	Известняки, мрамор, железо, бетон

Важнейшим свойством атмосферы является ее способность к разбавлению своих составляющих и их быстрому перемещению на большие расстояния.

Атмосфера имеет высокую способность к самоочищению за счет вымывания загрязнителей (твердых частиц и кислот) в составе осадков.

Загрязнители, приносимые воздушными массами с территорий других стран, называют трансграничными.

Качество воздуха в населенных пунктах Республики Казахстан

Загрязнение воздушного бассейна на территории республики оценивается в 20-ти населенных пунктах по результатам анализа и обработки проб воздуха, отобранных на стационарных постах наблюдений за загрязнением атмосферы (ПНЗ) национальной гидрометеорологической службы РГП «Казгидромет».

Таблица 3.3 - Сведения о степени загрязнения атмосферного воздуха городов РК в 2005 г.

Наименование примеси	Число  городов	Средняя по городам	Число городов, где концентрации превышали ПДК
		из средних концентраций	из максимальных концентраций
		мг/м3	кратность превышения ПДК	мг/м3	кратность превышения ПДК	средние	максимальные
1. Взвешенные	19	0,16	1,0	2,11	4,2	9	16
2.Диоксид серы	20	0,0260	0,5	0,5886	1,2	4	3
3.Растворимые сульфаты	9	0,007		0,063
4.Оксид углерода	19	1,5	0,5	11,7	2,3	1	11
5.Диоксид азота	20	0,044	1,1	0,335	3,9	10	18
6.Оксид азота	4	0,026	0,4	0,1125	0,3	0	0
7.Аммиак	6	0,033	0,8	0,173	0,9	1	2
8.Сероводород	7	0,0017		0,012	1,5		4
9.Фтористый водород	3	0,0023	0,5	0,0700	3,5	0	3
10.Серная кислота	2	0,009	0,1	0,04	0,1	0	0
11.Фенол	10	0,0040	1,3	0,0226	2,3	5	9
12.Формальдегид	9	0,0089	3,0	0,0374	1,1	7	4
13.Хлор	2	0,015	0,5	0,165	0,8	0	1
14.Хлористый водород	2	0,036	0,4	0,52	2,6	0	2
15.Мышьяк	3	0,0018	0,6	0,012		0
16.Хром	1	0,0001	0,0	0,0011		0

Источник информации: РГП «Казгидромет» МООС РК

Исследуется 16 загрязняющих веществ, подлежащих контролю в воздушном бассейне Республики Казахстан. Одновременно с отбором проб воздуха измеряются метеорологические характеристики: направление и скорость ветра, температура и влажность воздуха, состояние погоды, позволяющие определить рассеивание примесей в атмосфере.

Основными критериями качества атмосферного воздуха являются значения предельно допустимых концентраций (ПДК) загрязняющих веществ и уровень загрязнения атмосферы, который оценивается по величине комплексного индекса загрязнения атмосферы (ИЗА5) 

К загрязненным городам (ИЗА5 ≥ 5) отнесено 9 городов Казахстана, в том числе с высоким и очень высоким загрязнения воздуха (ИЗА5 более 7) - 8 городов. Наибольший уровень загрязнения воздуха наблюдается в г.Алматы (ИЗА5 15,2), в Караганда – 13,9; Шымкент – 11,8; Актюбинск – 10,1; Усть-Каменогорск-8,7; Риддер и Темиртау по 8,3; Тараз-8,0; Жезказган – 5,5 ИЗА5.

Рисунок 3.3 Средние концентрации примесей (кратные ПДК) по РК в 2005 г.

Источник информации: РГП «Казгидромет»

В 17 городах республики средние за год значения концентраций загрязняющих веществ хотя бы одной примесью превышают ПДК, а в 6 городах (Алматы, Караганда, Риддер, Темиртау, Усть-Каменогорск, Шымкент) выше ПДК были концентрации сразу трех и более веществ.

Главной причиной загрязнения атмосферы является производство всех видов энергии.

Но воздух загрязняют и другие отрасли промышленности, в особенности горнодобывающая, тяжелая, атомная, а также мусороперерабатывающие заводы, выхлопные газы автотранспорта и др.
Наиболее сильное загрязнение атмосферы имеется в городах, но в последнее время оно приобретает все более глобальный характер.

Загрязнение воздушного бассейна на территории республики наблюдается в 20-ти населенных пунктах по результатам анализа и обработки проб воздуха, отобранных на стационарных постах наблюдений за загрязнением атмосферы (ПНЗ) Национальной гидрометеорологической службы Казахстана.

Загрязнение атмосферных осадков и снежного покрова

Данные о химическом составе жидких и твердых осадков служат показателем загрязнения слоя атмосферы, в котором образуются облака и

Рис. 3.4 Динамика индекса загрязнения атмосферы (ИЗА5) по городам РК.

Источник информации: РГП «Казгидромет»

выпадают осадки. Химико-аналитические анализы атмосферных осадков определяют 14 показателей, По программе Всемирной метеорологической организации (ВМО) в пробах осадков и снега определялись анионы - сульфаты, хлориды, нитраты; катионы - аммоний, натрий, калий, кальций, магний; микроэлементы – свинец, медь, кадмий, мышьяк, кислотность и удельная электропроводность.

Наблюдения за химическим составом атмосферных осадков заключались в отборе проб дождевой воды на 41 метеорологической станции (МС), расположенных  как в сельской местности, так и в городах республики. Пробы снега на территории Казахстана отбираются 32 МС один раз за зиму в период максимального накопления влагозапаса в снеге.

Снежный покров является индикатором загрязнения атмосферного воздуха, в нем накапливается суммарное количество загрязняющих веществ, выпадающих из атмосферного воздуха с начала периода установления устойчивого снежного покрова, что помогает выявить ареал распространения загрязняющих веществ от выбросов промышленных предприятий, включая трансграничный перенос. 

Почти по всей территории республики в снежном покрове преобладют содержание гидрокарбонаты (31%), сульфаты (21 %), хлоридные ионы (13 %) и ионыв кальция (12 %).

Все определяемые примеси, в том числе соли тяжелых металлов в осадках и снежном покрове не превышают ПДК.

Тяжелые металлы. Средние концентрации свинца, меди, мышьяка в атмосферных осадках остаются в пределах нормы. Максимальные концентрации в атмосферных осадках свинца отмечены в г. Алматы – 15,1 мкг/л. Концентрации меди (57,0 мкг/л), мышьяка (27,3 мкг/л) и кадмия (3,4 мкг/л) обнаружены в г. Балхаш.

Кислотность проб снежного покрова имеет характер нейтральной и слабощелочной среды.

Тестовые вопросы

1. Назовите естественный источник загрязнения атмосферы, являющийся наиболее значительным и опасным? A) извержения вулканов B) все виды процессов горения, лесные пожары C) ветровая эрозия почв, пыльные бури D) испарения летучих органических веществ с листьев растений 2. Как называется совокупность паров воды (туман), аэрозолей серной кислоты, сульфатов металлов и сажи, образующихся при сжигании угля? A) фотохимические окислители B) угольный или промышленный смог C) фитохимический или белый смог D) разложение органики

3. Назовите основное загрязняющее вещество, поступающее в атмосферу от передвижных источников - транспорта? A) оксид углерода B) углеводороды C) оксиды азота D) выхлопные газы 4. Как называется процесс, при котором под действием ультрафиолетовых лучей Солнца окислы азота и углеводороды вступают между собой в химическую реакцию? A) фотохимические окислители B) угольный или промышленный смог C) фитохимический или белый смог D) разложение органики

Глоссарий

На русском языке	На казахском языке	На английском языке
Загрязнение	Ластану	Contamination
Воздушный бассейн	Ауа бассейні	Air pool
Территория республики	Республика аумағы	Territory of the republic
Косвенное воздействие	жанама әсер	Indirect influence
Анализ и обработка	Анализ және өңдеу	Analysis and processing
Метеорологические характеристики	Метеорологиялық қасиеттері	Meteorological features
Снежный покров	Қар жамылғы	Snow cover
Тяжелые металлы	Ауыр металдар	Heavy metals
Промышленный смог	Өнеркәсіптік шаң	Industrial smog
Фотохимический смог	Фотохимиялық шаң	Fotohimicheskiy smog
Самоочищение атмосферы	Атмосфераның өзін-өзі тазаруы	Samoochischenie atmosphere

Тема СРС

1) Составить схему формирования промышленного смога, (Л 1, стр.309-309).

Тема СРСП

1) Составить схему формирования фотохимического смога (Л 1, стр.309-310).

Список основной литературы

1.Чебышев Н.В., Филиппова А.В. Основы экологии. – Москва, 2004 г.

2.Национальный доклад о состоянии окружающей среды в Республике Казахстан, МООС РК, Алматы, 2007 г.

3. В.Г.Игнатов, А.В.Кокин. Экология и экономика природопользования., Р-на-Д, 2003 г.

4. Л.И.Губарева, О.М.Мизирева, Т.М. Чурилова. Экология человека. М., 2005

5 Г.С.Оспанова, Г.Т.Бозшатаева. Экология. – Алматы, 2002

6. Под редакцией А.С.Степановских . Общая экология. М., 2001.

Лекция №4. Парниковый эффект

«Парниковый эффект»

Концепция «парникового эффекта» была разработана в конце 1970-х гг. Согласно данной теории в результате хозяйственной деятельности человека (сжигания топлива, лесных пожаров, распахивания почв и др.) образуются «парниковые» газы (СО2 и др.), наличие которых в атмосфере в ближайшее время может привести к глобальному потеплению климата Земли.

Известно, что тепловой баланс Земли зависит от соотношения между поступающей к ней энергией Солнца и обратной отдачей тепла Землей в космическое пространство.

Задержке тепла в атмосфере Земли способствуют так называемые «парниковые» газы — СО2, СО, метан (СН4), NН3, закись азота (N2О), хлорфторуглеводороды (ХФУ) и др. (всего более 30). В связи с тем, что наибольшую концентрацию в атмосфере Земли имеет СО2, основная роль в создании «парникового эффекта» (более 60%) принадлежит именно именно этому газу.

Молекулы «парниковых» газов играют в атмосфере Земли роль стеклянной крыши парника: они пропускают лучи Солнца к Земле, но задерживают обратный поток - длинноволновые тепловые лучи, испускаемые Землей в космическое пространство. Таким образом, «парниковые» газы формируют вокруг Земли слой теплого воздуха, без которого на ней не могла бы существовать жизнь: без этих газов средняя температура поверхности Земли составляла бы не +15 °С, как сейчас, а -18 °С.

Измерять концентрации «парниковых» газов в атмосфере начали с конца XIX в. Эти измерения, а также исследования пузырьков газа, извлеченных из проб льда (ледниковых кернов), взятых на полюсах, показали, что за последние 250 лет концентрация СО2 в атмосфере возросла почти на 13% — с 0,028 до 0,036%. В настоящее время концентрация СО2 растет на 0,3—0,5% в год. Одновременно с этим с конца XIX в. происходило некоторое потепление климата Земли: средняя температура околоземного пространства повысилась за это время на 0,3—0,6°С.

Анализ этих данных позволил выдвинуть в конце 1970-х гг. концепцию «парникового эффекта», в которой были просчитаны возможные последствия повышения концентрации в атмосфере Земли «парниковых газов».

В основе расчетов лежало положение, что концентрации «парниковых» газов в атмосфере повышаются прямо пропорционально их количествам, производимым человеком. Как выяснилось позже, это положение было ошибочным. Произведенные расчеты показали, что при сохранении темпов роста выбросов основных «парниковых» газов на имевшемся в то время уровне к 2020 г. они должны были дать суммарный эффект, равный удвоению концентрации СО2 в атмосфере.

Расчеты показали, что повышение концентрации СО2 в атмосфере в два раза привело бы к глобальному потеплению климата на 1,5—4,5°, а на Северном полюсе — на 6—8°. Следствием потепления явилось бы крупномасштабное таяние полярных льдов и вечной мерзлоты с затоплением огромных площадей суши, где проживает 3 млрд. человек. Таяние вечной мерзлоты способствовало бы высвобождению из почв метана, что усугубило бы последствия уже имеющегося потепления. Кроме того, таяние полярных льдов привело бы к большему поглощению лучей Солнца потемневшими участками суши, что также усилило бы потепление. Таким образом, запустились бы многочисленные цепные реакции с положительными обратными связями.

Необходимо отметить, что кроме СО2 и окислов азота, образуемых при сжигании топлива, сведении лесов и распашке почв, деятельность человека ведет к повышению поступления в атмосферу и других «парниковых» газов (некоторых углеводородов, в том числе метана) на 1 - 1,5% в год (при эксплуатации нефтяных и газовых месторождений, бензоколонок, автотранспорта, животноводческих комплексов). Исключительно антропогенное происхождение имеют хлорфторуглеводороды (ХФУ).

Кроме поднятия уровня океана прогнозируемое потепление сместило бы имеющиеся границы климатических зон, усугубило засушливость некоторых районов, уменьшило площади лесов и имело бы другие неблагоприятные следствия.

Широкое распространение концепции «парникового эффекта» сопровождалось призывами к общественности и правительствам стран о необходимости сокращения выбросов СО2 и других «парниковых» газов в атмосферу.

Однако как показали дальнейшие исследования, проблема изменения глобального климата Земли намного сложнее и многофакторнее. В механизмах теплового баланса Земли имеется еще много неясного. Было установлено следующее:

— в изменении климата Земли влияние человека не является главным, однозначным и однонаправленным;

— между количествами СО2, производимыми человеком, и его реальной концентрацией в атмосфере нет прямо пропорциональной зависимости: реальные концентрации СО2 в атмосфере оказались в два раза ниже, чем ожидали сторонники теории «парникового эффекта».

Известно, что общее количество тепла, получаемого Землей от Солнца, зависит от многих факторов: активности Солнца, прозрачности атмосферы (содержания в ней частиц пыли и паров воды), отражающей способности (альбедо) земной поверхности, степени концентрации «парниковых газов» и других причин. Все эти факторы постоянно изменяются и, как и другие параметры биосферы, взаимодействуют друг с другом: изменение одного фактора ведет к изменению других. Так, в отношении активности Солнца установлены 11-, 100-, 200- и 400-летние циклы. Установлено влияние этих циклов на глобальный климат Земли.

Если согласно концепции «парникового эффекта» повышение концентрации СО2 в атмосфере происходит, главным образом, за счет сжигания человеком топлива и лесов, то неизбежным оказывается совместное поступление с СО2 в атмосферу огромных количеств пылевых частиц — сажи и золы. Они должны дать обратный эффект: задерживать проникновение лучей Солнца к Земле. Кроме того, при повышении температуры воздуха неизбежно растет испарение воды, пары которой также задерживают лучи Солнца. При этом возможно, что эффекты паров воды и пыли полностью компенсируют и даже превзойдут задержку тепла Земли «парниковыми газами».

При расчете количеств СО2 в атмосфере необходимо учитывать огромную буферную емкость Мирового океана и растительности, поглощающей его избытки посредством фотосинтеза. Таким образом, большая часть выделяемого СО2 депонируется в естественных резервуарах биосферы.

В результате действия всех этих буферных механизмов между объемами СО2, вводимыми в атмосферу человеком, и его реальной концентрацией в ней имеется несоответствие: реальное повышение содержания СО2 в атмосфере в 2 раза меньше его количеств, производимых человеком.

Таким образом на концентрацию в атмосфере СО2 и глобальный климат Земли влияет множество факторов, оказывающих разнонаправленные эффекты и связанных между собой положительными и отрицательными обратными связями. Помимо перечисленных, имеются и другие биосферные процессы, определяющие глобальный климат Земли, в том числе еще не известные науке.

Изменение климата Земли

Сейчас изменение климата Земли все больше связывают с природными процессами, так как имеются данные, что в истории нашей планеты уже неоднократно наблюдались чередования периодов похолодания и потепления, сопровождаемые значительным изменением концентрации СО2 в атмосфере. Отмечают, что повышение глобальной температуры на 0,6° за последние 100 лет произошло после длительного периода похолодания.

Таким образом, в настоящее время произошла переоценка многих положений теории «парникового эффекта» и относительно изменения климата Земли принят более взвешенный подход, в большей степени учитывающий системный характер биосферы.

Факторами, обуславливающими обратное явление, т. е. препятствующими проникновению лучей Солнца к Земле, являются запыленность атмосферы и присутствие в ней паров воды (облачность). Пылевые частицы и пары воды отражают солнечные лучи в Космос и не позволяют им достичь Земли. Это ведет к эффекту, противоположному «парниковому», — снижению температуры Земли.

При использовании ядерного оружия прогнозируется наступление «ядерной зимы» — резкое снижение температуры за счет образования огромного количества пылевых частиц, отражающих солнечный свет. Снижение температуры атмосферы Земли из-за больших количеств пыли происходит после сильных извержений вулканов.

Проблема влияния парникового эффекта на климат земли является одной из важнейших задач, требующих скорейшего решения. Начальным этапом решения проблемы стали международные договорённости по сокращению выбросов парниковых газов в атмосферу. В связи с этим международным сообществом подписан Киотский протокол — международный документ, принятый в Киото (Япония) в декабре 1997 года в дополнение к Рамочной конвенции ООН об изменении климата. Период подписания протокола открылся 16 марта 1998 года и завершился 15 марта 1999 года.

Тестовые вопросы

1. Как называется теория согласно которой в результате хозяйственной деятельности человека (сжигания топлива, лесных пожаров, распахивания почв и др.) образуются в избыточном количестве газы СО2, СО, СН4, NН3, N2О? A) «Парниковый эффект» B) «Озоновые дыры» C) «Образование фитохимического смога» D) «Образование промышленного смога» 2. Если бы вокруг Земли не было «парниковых» газов, чему бы равнялась средняя температура поверхности Земли? A) +15 °С B) +18 °С C) -15 °С D) -18 °С

3. Какую роль играют в атмосфере молекулы «парниковых» газов? A) роль стеклянной крыши парника: B) они пропускают лучи Солнца к Земле C) задерживают длинноволновые тепловые лучи, испускаемые Землей в космическое пространство D) все вместе взятое 4. Когда была разработана Концепция «парникового эффекта»? A) в конце 1960-х гг. B) 6 в конце 1970-х гг. C) 6 в конце 1980-х гг. D) в конце 1990-х гг. 5. Как называется явление резкого снижение температуры за счет образования огромного количества пылевых частиц, отражающих солнечный свет? A) парниковый эффект B) природопользование C) глобальное потепление D) ядерная зима

Глоссарий

На русском языке	На казахском языке	На английском языке
Парниковый эффект	Парниктік эффект	Hotbed effect
Концепция	Концепция	Concept
«Парниковые» газы	«Парниктік» газдар	"Hotbed" gases
Глобальное потепление климата	Әлем климатының жылынуы	Global warming the limate
Вечная мерзлота	Мәнгі мұздық	Permafrost
Уровень океана	Мұхит денгейі	Level of the ocean
Активность Солнца	Күннің белсенділігі	Activity Sun
Температура	Температура	Temperature

Темы СРС

1.Влияние «парниковых газов» на задержание тепла в атмосфере» (Л1, стр. 311-312).

Темы СРСП

1. Глобальные изменения климата на Земле как фактор влияющий на парниковый эффект (Л1, стр. 311-314)

Список основной литературы

1.Чебышев Н.В., Филиппова А.В. Основы экологии. – Москва, 2004 г.

2.Национальный доклад о состоянии окружающей среды в Республике Казахстан, МООС РК, Алматы, 2007 г.

3. В.Г.Игнатов, А.В.Кокин. Экология и экономика природопользования., Р-на-Д, 2003 г.

4. Л.И.Губарева, О.М.Мизирева, Т.М. Чурилова. Экология человека. М., 2005

5 Г.С.Оспанова, Г.Т.Бозшатаева. Экология. – Алматы, 2002

6. Под редакцией А.С.Степановских . Общая экология. М., 2001.

Лекция №5. Озоновый слой Земли

Озон и сокращение озонового слоя

Озон (О3) — агрессивный газ с сильным окислительным действием. В переводе с греческого ozon означает «пахнущий», так как он имеет острый резкий запах. Этот запах можно ощутить после грозы.

Озон образуется в атмосфере при действии на кислород высоких энергий коротковолновых УФ лучей и электрических разрядов. Высокая энергия расщепляет кислород на отдельные атомы, которые связываются с молекулярным кислородом, образуя озон:

УФ лучи

О—————>О + 0

О + О2 ↔ О3

Молекулы озона очень неустойчивы и легко разлагаются, поэтому эта реакция является обратимой.

Экологическая роль озона двояка.

1. Образуясь у поверхности Земли как компонент фотохимического смога, озон является чрезвычайно вредным, поскольку имеет сильные окислительные свойства и раздражает слизистую оболочку глаз и дыхательные пути.

У поверхности Земли озон образуется при грозовых разрядах и в результате фотохимических реакций между окислами азота (NO и NO2) и летучими углеводородами, выделяющимися с выхлопными газами автомобилей.

2. Образуясь в верхних слоях стратосферы, озон формирует озоновый слой, который защищает организмы Земли от действия коротковолновых УФ лучей. На реакции синтеза озона расходуется до 98% энергии коротковолновых УФ лучей Солнца, благодаря чему они не достигают поверхности Земли и не оказывают губительного действия на организмы. За это озоновый слой называют «защитным экраном» Земли. Без него на поверхности Земли не могла бы существовать жизнь.

Образование озонового слоя стало возможным, когда концентрация кислорода в атмосфере достигла 1 % от современного уровня. Появление озонового слоя позволило жизни выйти на сушу, тогда как раньше жизнь могла существовать только в океане.

Наибольшие количества озона образуются на высоте 17— 48 км. Максимум его концентрации находится на высоте 20— 25км.

Как уже указывалось, реакция образования озона является обратимой и поэтому в атмосфере имеется определенный баланс содержания озона и кислорода. Концентрация озона в атмосфере определяется соотношением между скоростями его образования и разрушения.

При распаде озона выделяется тепло и поэтому в стратосфере наблюдается повышение температуры с высотой.

Озоновый слой отличается весьма высокой разреженностью — его плотность составляет всего 0,01—0,06 мг/мм3, и если было бы возможно сжать его давлением силой в 1 атм., то его толщина не превысила бы 3—5 мм. Но несмотря на это, озоновый слой выполняет в атмосфере две важнейшие функции:

- защищает организмы от вредного действия УФ лучей, которые коагулируют цитоплазму, вызывают солнечные ожоги, рак кожи, катаракту (помутнение хрусталика глаза), ослабление иммунитета и др.;

- формирует стратосферу — слой атмосферы, в котором температура нарастает с высотой, чем ограничивает процессы формирования погоды пределами тропосферы: верхние нагретые слои атмосферы препятствуют поднятию более холодного приземного воздуха. Если бы не озоновый слой, то температура атмосферы постепенно снижалась бы с высотой и температурный режим Земли был бы совсем иным.

Слой озона распределен над Землей неравномерно, его толщина меняется во времени: по сезонам года, зависит от 11-летних циклов солнечной активности.

Защитный озоновый слой

1)                                                              

Разрушение О3

↑

↑

Метилхлороформ (CH3CCl3)

Четыреххлористый углерод (CCl4)

Хлор и фторзамещенные углеводороды

Закись азота (N2O)

              ↑                              ↑                                ↑                                 ↑

Холодильные процессы

Холодильные и пенообразующие агенты

Сверхзвуковые реактивные самолеты в атмосфере

2)

Замедленное разрушение О3

↑

↑

Тропосфера, Нижняя стратосфера, Верхняя стратосфера

↑

Образование озона О3

↑

Двуокись углерода (CО2)

Метан (CН4)

Окислы азота (N2O)

              ↑                                                 ↑                          ↑                       ↑

Ископаемое топливо

Обычные реактивные самолеты

Рисунок 5.1 Факторы, влияющие на состояние озонового слоя

Механизм образования озона был объяснен в 1930 г. американским химиком С.Чепменом, однако когда в 1950-е гг., были проведены измерения его содержания в стратосфере, выяснилось, что количество озона в ней является гораздо меньшим, чем прогнозировалось теоретически. Несколько позднее было высказано мнение, что в атмосфере имеются факторы, разрушающие озон. В середине 1960-х гг. ученые пришли к выводу, что такими факторами являются свободные радикалы из водяного пара и окислы азота, выделяемые в стратосферу с выхлопами сверхзвуковых самолетов и поступающие из нижних слоев тропосферы (рисунок 5.1).

В 1973 г. американские химики Ф. Роуленд и М. Молина установили, что озон разрушают хлорфторуглеводороды (ХФУ), известные под коммерческим названием «фреоны» — СF2Сl3, СF2С12 и др. За это открытие Ф. Роуленду и М. Молине в 1996 г. была присуждена Нобелевская премия.

ХФУ начали выпускать в промышленных масштабах с 1930-х гг., а к 1973 г. их ежегодное производство в мире достигло 1 млн. т. Широкое применение ХФУ в промышленности было обусловлено их уникальными свойствами: они не горючи, не образуют взрывоопасных смесей с воздухом, устойчивы к окислителям, кислотам, щелочам, не реагируют с большинством металлов.

ХФУ широко использовались в качестве:

- хладоносителей в холодильных установках, кондиционерах, системах теплоизоляции;

- вспенивателей пенопластов;

- органических растворителей в электронной промышленности;

- распылителей в аэрозольных баллончиках.

Близкие к ним по свойствам бромсодержащие соединения — галоны применялись как пенообразователи в огнетушителях.

Более 80% мирового производства ХФУ приходилось на индустриальные страны, в основном США и Японию. Главными источниками поступления ХФУ в атмосферу являлись аэрозольные баллончики, выброшенные холодильники и кондиционеры, сжигание поролона.

Сразу после опубликования в 1974 г. статьи Ф. Роуленда и М. Молины в журнале «Nature» началось подробное изучение влияния ХФУ на озон. Полученные данные подтвердили первоначальные опасения.

Оказалось, что действие ХФУ на озоновый слой связано с их чрезвычайной устойчивостью: попав в атмосферу, ХФУ не разрушаются, а подвергаются рассеиванию, поднимаются вверх и через 40—150 лет достигают стратосферы.

В стратосфере ХФУ разлагаются коротковолновыми УФ лучами Солнца с высвобождением хлора, который усиливает процесс естественного разрушения озона. Хлор вступает в реакцию с озоном с образованием диоксида хлора и кислорода:

О3 + Сl→ О2 + СlО

                                                                        окись хлора

Окись хлора неустойчива, она также реагирует с озоном и атомы хлора высвобождаются и начинается новый цикл:

СlО + О3 → Сl + 2О2

Таким образом, расщепление ХФУ УФ лучами запускает цепную реакцию, в которой один атом хлора, подобно «ненасытному чудовищу», может разрушить до 100 тыс. молекул озона. Это продолжается до тех пор, пока он не встретит на своем пути соединения азота или водорода, связывающие его в неактивную форму.

При этом хлор превращается в НСl и СlONO2 и прекращает свое действие на озон. Таким образом, эти соединения являются резервуарами хлора:

СlО + СН4 → НС1 + СН3 

СlО + NО2 → СlONO2

В присутствии твердых частиц (кристаллов льда) или капель жидкости (кислот) происходит высвобождение хлора из резервуаров. Особенно быстро эти реакции идут при очень низких температурах.

В 1984 г. группа американских ученых под руководством Д. Фармана опубликовала данные исследований, проведенных в Антарктиде. Они показали, что в течение весны 1983 г. содержание озона над Антарктидой снизилось на 40%. По словам Д. Фармана, «небо над Антарктидой буквально пустело, и это было ужасно».

Снижение концентрации озона над Антарктидой назвали «озоновой дырой» В настоящее время размеры «дыры» почти равны площади этого материка.

Резкое снижение концентрации озона над Антарктидой объясняют несколькими причинами:

- образование озона возможно только при наличии УФ лучей, оно не идет во время полярной ночи;

- низкие температуры способствуют образованию над Антарктидой ледяных стратосферных облаков, на частицах которых ускоряются реакции разрушения озона;

- циркуляция воздушных масс над Антарктидой имеет некоторые особенности: весной над ней формируются восходящие вихревые потоки, засасывающие к эту область воздух из тропосферы с низким содержанием озона и препятствующие притоку богатого озоном воздуха из средних широт.

Главная причина снижения концентрации озона над Антарктидой — образование над ней ледяных стратосферных облаков, на частицах которых активизируются процессы разрушения озона хлором. На частицах идут реакции высвобождения хлора из резервуаров и, таким образом, процесс разрушения озона хлором запускается вновь.

Существуют два вида стратосферных облаков: водно-ледовые и облака из тригидрата азотной кислоты (НNO3•ЗН2О). В обоих случаях ядрами их конденсации являются капли серной кислоты. Для образования этих облаков нужны очень низкие температуры — менее -80° С и поэтому они образуются преимущественно над Антарктидой и в меньшей степени над Арктикой, поскольку там нет таких мощных и постоянных вихревых потоков.

После открытия «озоновой дыры» над Антарктидой были проведены научные исследования по изучению влияния снижения концентрации озона в атмосфере на биологические объекты. Было установлено, что при снижении концентрации озона на 1% степень проникновения в атмосферу УФ лучей возрастает на 1,5—2%. Это способствует повышению частоты возникновения рака кожи, катаракты, снижению иммунитета организмов и др.

Ученые пришли к выводу о том, что повышенные дозы УФ излучения снижают качество семян, устойчивость растений к засухе, заболеваниям, уменьшают продукцию антарктического фитопланктона и выживаемость мальков рыб, что может катастрофически повлиять на мировое рыболовство. При снижении содержания озона в атмосфере на 25% продукция фитопланктона могла бы уменьшиться на 35%.

Кроме того, оказалось, что ХФУ обладают «парниковым эффектом», а при возрастании интенсивности УФ излучения в городах в них растет риск образования фотохимического смога.

Было установлено также, что аналогичными с ХФУ свойствами обладают и другие галогенсодержащие вещества — четыреххлористый углерод (ССl4), метилхлороформ (СН3ССl3) и другие, широко применявшиеся как органические растворители.

В 1989 г. ХФУ были обнаружены над Северным полюсом, но там уменьшение слоя озона было менее значительным — до 6%.

Поскольку производство ХФУ началось в 1930-е гг., а его максимум пришелся на 1980-е гг., то в настоящее время полный ущерб озоновому слою еще не стал очевиден, поскольку для поднятия ХФУ в стратосферу нужно не менее 40—150 лет. В зависимости от вида ХФУ срок их пребывания в атмосфере составляет 20—210 лет. Таким образом, уже внесенные в атмосферу загрязнения проявят себя только в будущем.

Оценив объемы производства ХФУ и их поступления в атмосферу, ученые пришли к выводу, что это ведет к неизбежному разрушению озонового слоя.

По вопросам снижения выбросов ХФУ в атмосферу проведены международные совещания и подписан ряд соглашений. В 1989 г. на Международной конференции в Хельсинки 81 страной была достигнута договоренность о прекращении производства всех видов ХФУ к 2000 г. Более поздние соглашения способствовали сокращению производства также четыреххлористого углерода и хлороформа и обезвреживанию ХФУ из закончивших свое действие приборов.

В настоящее время озоновый слой истощается со скоростью 0,5-0,7% в год.

Мерами по уменьшению разрушения озонового слоя являются:

- глобальное запрещение использования ХФУ в тех сферах, где возможна их замена другими веществами;

- утилизация ХФУ из отработавших свой срок холодильников и кондиционеров;

- полное запрещение производства ХФУ, галонов, хлороформа и четыреххлористого углерода.

К 1996г. многие развитые страны полностью прекратили производство стойких ХФУ, разрушающих озон. Они были заменены на другие вещества. Многие страны получили материальную помощь для технического перевооружения своих производств. Благодаря этим мерам мировое производство озоноразрушающих веществ сократилось в несколько раз.

Но если бы даже было возможно полностью прекратить производство всех этих веществ, то эффект от этих мероприятий мог бы сказаться только через несколько десятков лет. Это объясняется высокой устойчивостью ХФУ и длительностью времени их миграции в стратосферу — до 150 лет.

Тестовые вопросы

1. Назовите основных потребителей озоноразрушающих веществ в секторе экономики РК? A) сектор охлаждения, заправляющий холодильные установки B) сектор выпуска  холодильного оборудования C) сельскохозяйственный сектор, использующий бромистый метил для обеззараживания зерна при его транспортировки и хранении D) все вместе взятое 2. Назовите так называемые «переходные вещества», пришедшие на замену традиционных хладоагентов? A) хлорфторуглерод B) бромистый метил C) четыреххлористый углерод D) гидрохлорфторуглерод

3. Назовите причину, влияющую на содержание озона в атмосфере? A) сезонные изменения общего содержания озона в атмосфере B) повышенная циклоническая деятельность атмосферы зимой и весной C) количество потребления озоноразрушающих веществ D) глобальная изменчивость общего содержания озона в атмосфере 4. На какой высоте в атмосфере Земли концентрируется озон? A) на высоте 20—25 км  B) на высоте 10—20 км  C) на высоте 35—55 км  D) на высоте 15—40 км 5. На какой высоте в атмосфере Земли образуется озон? A) на высоте 17-48 км  B) на высоте 27—50 км  C) на высоте 35—57 км  D) на высоте 18—40 км

Глоссарий

На русском языке	На казахском языке	На английском языке
Озон	Озон	Оzone
Кислород	Оттегі	Oxygen
Высокие энергии	Жоғары қуаттар	High energies
Коротковолновые лучи	Қысқа толқынды сәулелер	Shortwave rays
Отдельные атомы	Оңаша атомдар	Separate atoms
Электрические разряды	Электрикалық дәрежелер	Electrical discharges
Ультрафиолетовые лучи	Ультракүлгін  сәулелер	UV rays
Разрушение озона	Озонның бұзылуы	Destruction of ozone

Темы СРС

1) Описать экологическую роль озона (Л1, стр315-316).

Темы СРСП

1) Составить схему «Факторы, влияющие на состояние озонового слоя» (Л1, стр. 318).

Список основной литературы

1.Чебышев Н.В., Филиппова А.В. Основы экологии. – Москва, 2004 г.

2.Национальный доклад о состоянии окружающей среды в Республике Казахстан, МООС РК, Алматы, 2007 г.

3. В.Г.Игнатов, А.В.Кокин. Экология и экономика природопользования., Р-на-Д, 2003 г.

4. Л.И.Губарева, О.М.Мизирева, Т.М. Чурилова. Экология человека. М., 2005

5 Г.С.Оспанова, Г.Т.Бозшатаева. Экология. – Алматы, 2002

6. Под редакцией А.С.Степановских . Общая экология. М., 2001.

Лекция №6. Использование человеком ресурсов гидросферы

Использование человеком ресурсов гидросферы

Наличие воды необходимого качества является важнейшим условием функционирования экосистем, существования человека как живого организма, его хозяйственной деятельности.

Распределение водных ресурсов Земли приведено в таблице 12.1

Таблица 6.1 Распределение воды в гидросфере Земли

Части биосферы	Объем воды, км3	% общего объема
Мировой океан	1 370 323	93,96
Подземные воды:
всего	60000	4,12
в зоне активного водооборота	4000	0,27
Ледники	24000	1,65
Озера	280	0,0!9
Почвенная влага	85	0:006
Пары в атмосфере	14	0,001
Речные воды	5,2	0,0001
Итого	1 454 703

На соленые воды приходится 97,5%, на пресные — 2,5%, почти две трети пресной воды находится в виде льда.

Между Мировым океаном и сушей постоянно идет круговорот: вода испаряется в атмосферу в виде пара и возвращается на Землю в виде осадков. Испарение воды над океанами превышает испарение над сушей на 47 000 км3/год, эта вода возвращается в океан со стоком рек. Доля речной воды в распределении воды в гидросфере Земли составляет 0,0001 %.

Вода, выпадающая над сушей в виде осадков, может либо впитываться в почву и пополнять подземные водоносные горизонты (инфильтрация), либо стекать по почве, образуя поверхностный сток. Показатель отношения инфильтрации к поверхностному стоку — важная характеристика гидрогеологического режима территории и состояния ее поверхности.

В регуляции круговорота воды активную роль играют живые организмы — растения испаряют воду с поверхности листьев (транспирация), чем значительно повышают объемы круговорота, а наличие в почве гумуса делает ее способной впитывать и удерживать воду. Из-за этого необходимым фактором восполнения подземных вод является наличие на почве растительности. При ее уничтожении резко возрастают испарение и поверхностный сток и запасы подземных вод не пополняются.

Водные ресурсы распределены по Земле крайне неравномерно: около 45% суши составляют аридные (от лат. aridus — сухой), т. е. засушливые, и полуаридные территории, где имеется дефицит влаги — величина потенциальной испаряемости воды превышает ее поступление с осадками.

Важнейшими экологическими проблемами, касающимися водных ресурсов, являются:

— нехватка пресных вод, используемых наземными организмами и человеком для биологических процессов и человеком для хозяйственной деятельности;

— загрязнение природных вод — поверхностных, подземных, Мирового океана;

— истощение запасов подземных вод.

Ежегодное потребление воды населением Земли превышает 4000 км3, что составляет 10% от годового стока всех рек мира.

Среднее водопотребление в пересчете на одного человека составляет 1000—2000 л/сут, при этом на биологические нужды людей (питье) расходуется всего 2—5 л/сут, на коммунально-бытовые — 100—200 л/сут, а остальная вода используется в промышленности и сельском хозяйстве.

Современное производство очень водоемко: на выплавку 1 т стали требуется 30 т воды, получение 1 т спирта — 300 л, того же количества целлюлозы — 500 л, синтетического волокна — 5000 л. Потребность в воде постоянно растет и во многих районах нехватка воды нужного качества сдерживает развитие промышленности и сельского хозяйства.

Многие районы и города существуют на привозной или опресненной морской воде.

Наиболее водоемким является сельское хозяйство: на него расходуется более половины всей потребляемой в мире воды. В искусственном орошении нуждается более 30% возделываемых земель.

Загрязнение водоисточников ведет к тому, что доведение их воды до нужного качества (водоочистка) требует все больших затрат и цена воды постоянно растет, что приводит к удорожанию продукции.

Все виды водопотребления делят на возвратные и безвозвратные. Возвратным называется водопотребление, при котором вода возвращается в водоисточник данной местности, безвозвратным — при котором забираемая вода не возвращается в водоисточник этой местности.

Безвозвратным является использование воды в поливном земледелии, при этом значительная часть воды испаряется и уносится воздушными массами. Конечно, эта вода возвращается на Землю в виде осадков, но это происходит вдали от данной местности.

Наиболее оптимальным является оборотное водоснабжение, когда вода циркулирует в технологических циклах многократно, не загрязняя водоисточники.

Истощение запасов пресных вод

Несмотря на огромные объемы пресной воды на Земле, их большая часть — более 70% - находится в виде льда, в то время как на источники, пригодные к использованию человеком (подземные и речные воды), приходится менее 15%.

В настоящее время человек изымает из гидросферы около 0,15% ее запасов пресных вод. Во многих районах Земли имеется дефицит пресной воды.

Нехватка пресных вод обусловлена:

- их неравномерным распределением на Земле;

- чрезмерной эксплуатацией водоисточников человеком;

- нарушением человеком естественных процессов пополнения водоисточников;

- загрязнением водоисточников, что усугубляет дефицит воды нужного качества.

Истощение запасов пресных вод — важнейшая экологическая и хозяйственная проблема. Уменьшение ресурсов поверхностных вод связано со следующими причинами:

- чрезмерными заборами воды из рек;

- нарушением территории водосборных бассейнов;

- сведением лесов.

Забор из рек более 30% воды отрицательно сказывается на их функционировании как экосистем, снижает способность к самоочищению.

Особенно уязвимы к антропогенному воздействию малые реки — длиной до 100 км. Предотвращение их обмеления, истощения и загрязнения - важнейшая экологическая задача.

Примером экологической катастрофы, связанной с избыточным забором воды из рек, является резкое снижение и даже полное прекращение стока рек Сыр-Дарьи и Аму-Дарьи в Аральское море.

Истощение ресурсов подземных вод также связано с их чрезмерной эксплуатацией и нарушением процессов пополнения. Чрезмерная эксплуатация (выкачивание) подземных вод из скважин ведет к истощению водоносных горизонтов, что имеет множество неблагоприятных последствий: нарушается гидрогеологический режим территорий, усыхает и отмирает растительность, проседает и деформируется грунт, вокруг скважин образуются обширные депрессионные воронки и в них засасываются загрязнения с поверхности. В приморских районах идет подсос в пресные грунтовые воды соленой воды из морей и океанов.

Нарушение процессов пополнения подземных вод происходит в связи с повреждениями человеком поверхности литосферы — почвы.

Единственным источником пополнения подземных вод является просачивание (инфильтрация) атмосферных осадков в почву до глубины залегания водоупорных пластов. На этих пластах и между ними формируются водоносные слои — горизонты.

Для проникновения воды сквозь почву необходимо, чтобы почва имела свойства впитывания и просачивания воды. Такие свойства придают почвам их пористая структура и наличие гумусовых веществ. Почвы теряют данные свойства при нарушении их поверхности: уплотнении, закатывании в асфальт, строительстве крупных сооружений, сведении растительности, эрозии, истощении запасов гумуса. Это способствует поверхностному стоку осадков и запасы подземных вод не пополняются.

Поддержание нормального круговорота воды является важнейшей, жизненно необходимой задачей человека. Мерами по уменьшению дефицита воды являются:

1. Охрана водоисточников, их рациональное использование, предотвращение загрязнения.

2. Установление экономически обоснованных цен на воду.

3. Экономия воды, применение водосберегающих технологий.

4. Многократное использование воды в технологических циклах (оборотное водоснабжение).

5. Разделение потоков питьевой и технической воды, использование воды питьевого качества только в питьевых целях.

6. Предотвращение потерь воды — совершенствование водораспределительного и сантехнического оборудования и др.

Тестовые вопросы

1. Какова доля речной воды в распределении воды в гидросфере Земли? A) 0,0001 % B) 0,001 % C) 0,006 % D) 0,019 % 2. Какое водопотребление называют «возвратным»? A) вода циркулирует в технологических циклах  многократно B) вода, возвращается в водный источник данной местности C) забираемая вода не возвращается в водоисточник данной местности D) все перечисленное

3. Какова доля Мирового океана в распределении воды в гидросфере Земли? A) 33,96 % B) 53,96 % C) 73,96 % D) 93,96 % 4. Какое водопотребление называют «оборотным»? A) вода циркулирует в технологических циклах  многократно, не загрязняя источники B) забираемая вода возвращается в водоисточник данной местности C) забираемая вода не возвращается в водоисточник данной местности D) все перечисленное

Глоссарий

На русском языке	На казахском языке	На английском языке
Соленые воды	Тұщы су	Salty water
Пресные воды	Ащы су	Fresh water
Лед	Мұз	Ice
Испарение воды	Судың булануы	Evaporation of water
Подземные воды	Жер асты сулар	Evaporation of water
Поверхностные воды	Жер беті сулар	Surrface water
Круговорот воды	Су айналымы	Rotation of water
Дефицит воды	Су тапшылық	Deficit of water

Темы СРС

1)Составить схему «Круговорот воды в природе» (Л1, стр. 298).

Темы СРСП

1) Составить таблицу «Распределение воды в гидросфере» (Л1, стр. 297).

Список основной литературы

1.Чебышев Н.В., Филиппова А.В. Основы экологии. – Москва, 2004 г.

2.Национальный доклад о состоянии окружающей среды в Республике Казахстан, МООС РК, Алматы, 2007 г.

3. В.Г.Игнатов, А.В.Кокин. Экология и экономика природопользования., Р-на-Д, 2003 г.

4. Л.И.Губарева, О.М.Мизирева, Т.М. Чурилова. Экология человека. М., 2005

5 Г.С.Оспанова, Г.Т.Бозшатаева. Экология. – Алматы, 2002

6. Под редакцией А.С.Степановских . Общая экология. М., 2001.

Лекция № 7. Ресурсы пресной воды Республики Казахстан

Водные ресурсы Казахстана

Согласно Водному Кодексу РК (2003 г.) водные ресурсы представляют собой запасы поверхностных и подземных вод, сосредоточенные в водных объектах, которые используются или могут быть использованы. К морским водам РК относятся воды Каспийского и Аральского морей в пределах государственной границы страны.

Поверхностные воды

Объемы поверхностных речных водных ресурсов в Казахстане существенно ограничены и составляют 115,7 км3, из которых только 60,1 км3 формируется на территории республики. Остальная часть поступает из сопредельных государств (Китая, Узбекистана, Кыргызстана, России). В пределах Казахстана имеются около 39 тыс. рек и временных водотоков, более 48 тыс. озер, около 4 тыс. прудов и 204 водохранилища. По численности малые озера (менее 1 км2) составляют 94 %, а по площади – 10 %. Наиболее крупными водохранилищами республики являются: Бухтарминское (на р. Иртыш), с полным объемом воды 49,6 км3, Капшагайское (на р. Или) с объемом 28,1 км3 и Шардарьинское – 5,7 км3 (на р. Сырдарья).

Поверхностные водные ресурсы распределены по территории крайне неравномерно и значительно изменяются как в среднем многолетнем ходе, так и внутри года, обуславливая неравномерную обеспеченность различных областей и отраслей экономики. В наиболее обеспеченной водными ресурсами Восточно-Казахстанской области водный фонд составляет 43,8 км3. Дефицит пресных вод испытывается в Атырауской, Западно-Казахстанской и Мангыстауской областях. Водный фонд в Урало-Каспийском бассейне равен 28 км3, в т.ч. по бассейну р. Урал – 11,4 км3. Значительный объем водного фонда принадлежит Балхаш-Алакольскому бассейну (149,4 км3), но большая его часть находится в озере Балхаш и потому не может быть использована на основных орошаемых массивах.

Средняя водообеспеченность в республике составляет 37 тыс. м3 на км2 и 6 тыс. м3 на одного человека в год, что является одним из самых низких показателей среди стран СНГ. В настоящее время наблюдается тенденция увеличения стока горных рек, имеющих ледниковое питание. Это происходит из-за деградации ледников, расположенных в высокогорных частях водных бассейнов. Около половины оледенения площади республики находится в горах Джунгарского Алатау (49,7 %), значительное место занимают Заилийский и Кунгей Алатау (32,8 %), Терскей Алатау (7,2 %). Под влиянием естественных и антропогенных изменений климата запас воды в ледниках сократился до 44 млрд. м3. От таяния ледников поступает дополнительно около 0,75 млрд. м3 воды. Сейчас деградация горного оледенения в республике резко снизилась с 2003 года, хотя полной остановки процесса в будущем ожидать не приходится.

Для орошения сельхозкультур, сейчас проводятся восстановительные работы и мероприятия по реконструкции гидротехнических сооружений и каналов.

Коллекторно-дренажные, сбросные и сточные воды от деятельности промышленности и коммунально-бытового хозяйства увеличились на 5 %. В дальнейшем, по мере реконструкции водохозяйственных систем, внедрения водосберегающих технологий, объемы этих вод будут сокращаться.

Возвратные воды являются серьезным источником загрязнения природных вод и окружающей среды. Проблема их полной очистки и утилизации пока полностью не решена, поэтому большая часть этих ресурсов не используется. При этом ресурсная их часть, т.е. возвращаемая в водоисточники не превышает 2 км3, остальной сток теряется и рассеивается по территории, а также частично используется на обводнение пастбищ или направляется на поддержание отдельных экосистем. Основное количество возвратных вод поступают в реки бассейнов Сырдарья (47 %) и Иртыш (34 %), остальной объем приходится на бассейны рек Или (8 %), Нура (5 %) и другие.

Для эффективного решения проблемы дефицита воды и улучшения качества водных ресурсов в регионах республики, необходимо увеличить использование подземных вод, в целях улучшения водоснабжения населенных пунктов.

Подземные воды

Общие прогнозные запасы подземных вод на территории республики достигают 45 км3 в год или 1450 м3/с. Их разведанные запасы составляют16 км3. Учитывая острый дефицит в подземных пресных водах, в республике продолжаются поисково-разведочные работы на перспективных площадях. На территории РК на сегодня разведано 45 подземных водных месторождений, которые по химическому составу, бальнеологическим свойствам и лечебному значению подразделяются на: йодо-бромные (5 месторождений), кремнистые (4), радоновые (7), железистые (2) и без специфических компонентов. В настоящее время на территории республики разведано 626 месторождений и участков подземных вод с суммарными запасами 43383,5 тыс. м3/сут.

Из 700 выявленных источников загрязнения подземных вод 241 оказывают непосредственное влияние на их гидрогеохимическое состояние. Загрязнение нефтепродуктами отмечено на 49 источниках, из них – на 35 постоянно; на 59 – тяжелыми металлами (на 40 постоянно); на 41 – фенолами (на 35 постоянно); и на 29 – органическими соединениями (в 22 случаях – постоянно).

В рамках программы «охрана окружающей среды республики казахстан» создается научно-обоснованная система управления ресурсами подземных вод.

Морские воды

В пределах республики расположены три уникальных внутриконтинентальных водоема: Аральское море, Каспийское море и озеро Балхаш.

Аральское море. В современном состоянии Аральское море делится на три части – Малое море (объем 21,8 км3), Восточная мелководная и Западная глубоководная части Большого моря (109 км3).

Годовая амплитуда уровня Большого моря стабилизировалась, и не превышает 0,1 м. Соленость воды в Западной котловине - 90 г/дм3. Высокая соленость воды привела к гибели практически всех видов рыб и беспозвоночных. Естественное воспроизводство рыб прекратилось. Среднегодовой уровень Большого моря составляет 30,3 м, а Малого моря – 40,2 м. Минерализация воды Малого моря значительно ниже - 2,0 г/дм3. Поступление в море воды из Сырдарьи постепенно увеличивается, за год поступает около 10 км3 воды, из них около 8 км3 по проливу Берга – в Большое море. Море отступило от берегов на 100-150 км, оставляя за собой свыше 45 тыс. км2 бывшего морского дна, с которого выдуваются и выносятся далеко за пределы Аральского моря более 15 млн. тонн солей в год (рисунок 7.1).

Рис.7.1 Динамика изменения площади Аральского моря

Из-за снижения пропускной способности р. Сырдарьи и нарушения зарегулированности воды в низовьях реки происходят затопления больших территорий береговой части реки, особенно в зимнее время. В целях стабилизации экологической ситуации в среднем и нижнем течении Сырдарьи идет реализация проекта по увеличению пропускной способности русла Сырдарьи и созданию условий регулирования гидрометеорологического и экологического режима Малого моря. Завершение строительства постоянной плотины и водосброса в северной части Аральского моря (гидроузел «Аклак») позволит восстановить биоразнообразие и рыбоводство, стабилизировать уровень моря на отметке 39-42 м, минерализацию воды в пределах 4-17 г/дм3, а также уменьшить сброс в Арнасайскую впадину с 3 до 1 км3. Данный проект способствует экологическому оздоровлению как казахстанской части Приаралья, так и всего бассейна в совокупности. Другие проводимые работы технологического и экологического характера в бассейне Приаралья осуществляются согласно новой «Программы конкретных действий по улучшению экологической и социально-экономической обстановки в бассейне Аральского моря на период 2003-2015 гг.», состоящей из 14 приоритетов.

Каспийское море. Продолжающееся подтопление приморских населенных пунктов, затопление сельскохозяйственных угодий и нефтепромыслов наносит значительный ущерб прибрежным административным зонам. Из сельскохозяйственного оборота вышло 13 % территорий, затоплено более 500 тыс. га прибрежных земель.

По подсчетам специалистов, при ожидаемой добыче нефти в Каспийском море в объеме 80 млн. т в год и уровне потерь 0,1 % (порядка 800 тыс. т) экологическая ситуация на Каспии примет кризисный характер.

Состояние воды рек, впадающих в Каспийское море, ухудшается с развитием хозяйственного освоения водных ресурсов в системах гидростроительства, орошения, промышленного и бытового водопользования. Ежегодно по Волге в бассейн Каспия поступает 2,5 км3 неочищенных и 7 км3 недостаточно очищенных сточных вод.

Озеро Балхаш. В восточной части озера минерализация воды составляет порядка 4 г/дм3, а в западной – 0,5-1,5 г/дм3. Слабая минерализация в западной части связана с притоком воды р. Или, бассейн которой занимает 80% площади водосбора озера. Кроме р. Или в озеро поступают также воды из р. Каратал, Аксу, Лепсы. Глубина озера Балхаш в проливе Узун-Арал не превышает 2,5 м при его ширине в 5 км.

За период 1998 - 2004 гг. уровень воды в озере поднялся до отметки 342,4 м за счет увеличения стока рек Или, Каратал, Лепсы и др. В связи с повышением уровня воды в озере понизилась минерализация воды с 2,04 г/дм3 до 1,7 г/дм3 в бухте Бертыс и до 1,6 г/дм3 – в заливе Торангалык.

В регионе существенно снижены темпы развития орошаемого земледелия и водопотребления. В сохранности водного режима Балхаша огромную роль играет водность его притоков, особенно из реки Или. Поэтому, проблемы использования водных ресурсов трансграничной реки Или остаются на первом плане в решении региональных проблем между Казахстаном и Китаем.

Самым крупным загрязнителем окружающей среды северного региона озера Балхаш является Балхашский горнометаллургический комбинат (БГМК).

Качество воды и использование водных ресурсов в Казахстане

Качество воды занимает особое место в системе охраны природы и здоровья населения. Проблемы, связанные с качеством воды вызваны деятельностью промышленных предприятий и коммунальных служб, которые сбрасывают стоки без очистки или недостаточно очищенные.

Государственный мониторинг за качеством поверхностных вод осуществляется РГП «Казгидромет», в соответствии с Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами.

РГП «Казгидромет» при изучении загрязнения поверхностных вод суши и морей в отбираемых пробах воды определяет до 40 физико-химических показателей качества:

 -температуру;

- взвешенные вещества;

- цветность;

- прозрачность;

- рН;

- растворенный кислород;

- БПК5 (биохимическое потребление кислорода);

- минерализацию,

- ХПК (химический показатель качества);

- главные элементы солевого состава;

- биогенные элементы;

- основные загрязняющие вещества: нефтепродукты, фенолы, тяжелые металлы, пестициды.

К наиболее загрязненным водным объектам относится бассейн Иртыша. Максимально загрязнена река Красноярка ВКО (ИЗВ 12,14 – 7 класс качества - «чрезвычайно грязная»). Наибольшее загрязнение отмечается по меди (2,7 ПДК), цинку (54,8 ПДК) и марганцу (12,4 ПДК). Река Глубочанка ВКО по качеству воды относится к 6 классу «очень грязная», ИЗВ 7,12. Превышения ПДК отмечались по меди (9,7 ПДК), цинку (21,4 ПДК) и марганцу (7,6 ПДК). Улучшения ситуации с р. Красноярка и Глубочанка не предвидится, т.к. филиал «Востокказмедь» корпорации «Казахмыс» продолжает использовать два хранилища и шламонакопитель, срок эксплуатации которых закончился десятки лет назад, у них нет водонепроницаемого основания и расположены они в водоохранной зоне. Помимо этого имеются бесхозные шахты, из них вместе с дождевыми и талыми водами выносятся опасные для жизни вещества, рушатся шахтные своды.

 

Рисунок 6.1 Изменение ИЗВ в 2001-2005 гг. в наиболее загрязненных поверхностных источниках

Источник информации: РГП «Казгидромет»

Из общего количества водных объектов к “чистым” отнесено только 7 рек, 4 озера и 3 водохранилища, к “грязным” и “очень грязным” 7 рек, а к «чрезвычайно грязным» - 1 река Брекса ВКО. В перечень основных загрязняющих веществ, превышающих значения ПДК, входят 12 ингредиентов, из которых наиболее распространенными являются нитриты, соединения меди и цинка, сульфаты, нефтепродукты, фенолы и марганец (рисунок 6.1).

По данным Комитета государственного санитарно-эпидемиологического надзора (КГСЭН) обеспеченность населения республики водопроводной водой составила 76,4 %. Около 3 млн. человек населения республики (19,3 %) используют воду для питья из нецентрализованных источников водоснабжения, качество которых не соответствует нормативам по микробиологическим (4,4 %) и санитарно-химическим показателям (7,1 %). 411,7 тыс. человек (2,7 % населения) пользуются привозной водой негарантированного качества.

Проблемы обеспечения населения доброкачественной водой связаны с нарастающим загрязнением водоисточников, неудовлетворительным санитарно-техническим состоянием водопроводных сооружений и разводящих сетей, отсутствием специализированных предприятий по ремонту и эксплуатации водопроводов. Частая смена собственников объектов водоснабжения, особенно в сельской местности, приводит к бессистемной организации ремонта сооружений. Не на должном уровне находится обеспеченность объектов водоснабжения обеззараживающими средствами и химическими реагентами, используемыми при водоподготовке.

Самые неблагополучные по санитарно-химическому и микробиологическому показателям воды, являются области: Кызылординская соответственно 13,6 % и 6,9 %, Акмолинская - 6,4 % и 3,8 %, СКО – 5,7 % и 1,9 %, Актюбинская – 3,5 % и 1,2 % и Атырауская – 2,5 % и 1,5 %.

Решение проблем сохранения и рационального использования водных ресурсов осуществляются на основании «Концепции развития водного сектора экономики и водохозяйственной политики Республики Казахстан» и согласно отраслевой Программе «Питьевые воды».

В республике осуществляется ряд государственных и международных проектов и программ, направленных на реабилитацию и сохранение водных экосистем, водоснабжение и водоотведение населенных пунктов.

Тестовые вопросы

1. Сколько месторождений и участков подземных вод разведано на территории республики? A) 200 B) 500 C) 626 D) 1256 2. На какое расстояние отступило Аральское море от первоначальных берегов? A) 10-15 м B) 100 – 150 м C) 250-450 км D) 1000-1500 м

3. Какое количество соли выдувается и выносится далеко за пределы Аральского моря с территории бывшего морского дна? A) 5 млн. тонн в год B) 15 млн. тонн в год C) 45 млн. тонн в год D) 95 млн. тонн в год 4. Назовите удельную водообеспеченность Казахстана? A)17 тыс. м3 B) 37 тыс. м3 C) 57 тыс. м3 D) 77 тыс. м3

Глоссарий

На русском языке	На казахском языке	На английском языке
Водный Кодекс	Су кодексі	Water law
Водные ресурсы	Су қорлар	Water resources
Поверхностные воды	Саяз сулар	Surface waters
Подземные воды	Жер асты сулар	Underground waters
Морские воды	Теңіз сулар	Sea waters
Каспийское море	Қаспий теңізі	Kaspian sea
Аральское море	Арал теңізі	Aral sea
Государственная граница	Мемлекеттік шекарасы	State border

Темы СРС

1. Формирование водных ресурсов Казахстана (Л2, стр. 46).

Темы СРСП

1. Составить таблицу «Распределение пресных вод Казахстана – забор воды на хозяйственные нужды РК» (Л2, стр. 49-50).

Список основной литературы

1.Чебышев Н.В., Филиппова А.В. Основы экологии. – Москва, 2004 г.

2.Национальный доклад о состоянии окружающей среды в Республике Казахстан, МООС РК, Алматы, 2007 г.

3. В.Г.Игнатов, А.В.Кокин. Экология и экономика природопользования., Р-на-Д, 2003 г.

4. Л.И.Губарева, О.М.Мизирева, Т.М. Чурилова. Экология человека. М., 2005

5 Г.С.Оспанова, Г.Т.Бозшатаева. Экология. – Алматы, 2002

6. Под редакцией А.С.Степановских . Общая экология. М., 2001.

Лекция № 8. Воздействие человека на литосферу

Воздействие человека на литосферу

В настоящее время имеет место огромная степень воздействия человека на литосферу. Из всех оболочек Земли наибольшим изменениям подверглась литосфера. Еще в середине XX в. В. И. Вернадский назвал человечество крупнейшей геологической силой, изменившей весь облик Земли.

Высокая степень воздействия на литосферу связана с тем, что на ее поверхности происходит жизнедеятельность человека, из литосферы он получает минеральное и энергетическое сырье, на ней осуществляется его хозяйственная деятельность — земледелие, животноводство, промышленное производство и др.

Особенно важными экологическими проблемами воздействия человека на литосферу являются:

- изменение поверхности литосферы;

- неблагоприятные воздействия на почву — уплотнение, снижение содержания гумусовых веществ, эрозия, опустынивание;

- другие виды деградации земель — засоление, заболачивание по причине неправильной организации орошения, латеризация (от лат. later — кирпич);

- загрязнение почв — химическое, биологическое, механическое.

Воздействие на почву, сведение с нее растительности ведет к нарушению естественных круговоротов веществ и воды, меняет радиационный и водный баланс территорий, приводит к изменению климата.

В процессе хозяйственной деятельности идет разрушение структуры почв, истощение их питательных веществ — гумуса, наблюдаются эрозия, засоление, наступают другие неблагоприятные последствия.

Структура почв повреждается при снятии с нее растительного покрова, вспахивании, уплотнении сельскохозяйственными машинами, вытаптывании скотом. При уплотнении почв нарушаются их аэрация и дренаж (просачивание воды), в результате возникает поверхностный сток и эрозия.

Эрозией называют снос плодородного гумусового слоя почвы водой или ветром. Эрозию, приводящую к сильному снижению плодородия, называют опустыниванием. Эрозии способствует снятие с почвы растительности, распахивание, уплотнение.

Ежегодно по причине эрозии из эксплуатации выводится более 1 млн. га земель, а уже утраченными являются более 50 млн. га.

Охрана почв состоит в мероприятиях по предупреждению их деградации и восстановлению уже деградированных земель. Ими являются:

1) классификация землепользования и контроль за ее исполнением;

2) предоставление почвам отдыха — оставление их под «паром»;

3) мероприятия по восстановлению содержания гумуса — внесение органических и минеральных удобрений, травосеяние с последующей запашкой трав, оставление в почве стерни и др.;

4) предотвращение и снижение эрозии специальными методами;

5) правильная организация орошения и др.

Нарушение человеком природных экосистем

Наиболее значимой формой воздействия человека на биосферу является разрушение им природных экосистем. Сейчас частично или полностью нарушенными являются почти 70% экосистем суши.

Человек начал разрушение природы с самого начала своего возникновения как вида: сначала люди выжигали массивы леса при загонной охоте на животных, а затем леса стали сводить уже сознательно — для высвобождения земли под поля и пастбища.

К началу XX в. было изменено 20% суши, в его конце — 70%. Доля ненарушенных земель составляет: в Европе — 15%, Азии — 44%, Африке — 49%, Северной Америке — 56%, Южной Америке — 63%, Австралии — 62%. Ненарушенными землями считаются территории, где сохранена естественная растительность, а плотность населения не превышает 1 чел./км2 в пустынях, полупустынях и тундре и 10 чел./км2 на других территориях.

Нарушенные земли Казахстана

Площадь земель Казахстана составляет 272,5 млн. га (девятое место в мире). По имеющимся оценкам ученых, около 75% территории страны подвержены повышенному риску экологической дестабилизации. В результате скудности и неравномерности распределения водных ресурсов, площади занимаемые песком составили до 30 млн. га, солонцеватыми и засоленными землями - более 93 млн. га. В результате антропогенных факторов, наибольшей деградации подверглись пастбища, прилегающие к сельским населенным пунктам и водным источникам.

С целью приостановления процесса опустынивания на территории РК, 24 января 2005 гг. утверждена Программа по борьбе с опустыниванием. Для Казахстана борьба с деградацией земель играет важную роль. Около 43% населения страны (6,47 млн. человек) живут в сельских районах и большинство из них зависит от доходов, напрямую или косвенно связанных с аграрным сектором и использованием земель.

Рисунок 8.1 Качественное состояние почв Казахстана

Источник информации: РГП « ГосНПЦзем» МСХ РК

Качественное состояние почв на значительных площадях Казахстана осложняется факторами, отрицательно влияющими на их плодородие из-за подверженности водной и ветровой эрозии, засолению и др. (рисунок 8.1).

Разрушение и преобразование человеком природных экосистем нарушает функции биосферы — снижает объемы производства биомассы, нарушает стабильный ход биогеохимических круговоротов, изменяет стабильность параметров среды обитания организмов, снижается биологическое разнообразие на всех уровнях.

Таким образом, нарушая и деформируя биосферу, человек разрушает среду своего обитания, свою экологическую нишу.

Тестовые вопросы

1. Назовите самые важные экологические проблемы воздействия человека на литосферу? A) чрезмерное пастбищное животноводство B) химическая и физическая деградация почвы C) заболачивание почвы из-зи неправильной организации орошения D) все вместе взятое 2. Что называется эрозией почвы? A) снос плодородного гумусового слоя почвы водой или ветром B) уплотнение почвы C) засоление почвы D) латеризация почвы

3. В чем заключаются мероприятия, направленные на охрану почвы? A) классификация землепользования и контроль за ее исполнением B) предоставление почвам отдыха — оставление их под «паром» C) мероприятия по восстановлению содержания гумуса — внесение органических и минеральных удобрений D) все вместе взятое 4. Назовите самые актуальные направления борьбы с опустыниванием в РК? A) рациональное использование земель B) внедрение водосберегающих технологий орошения при возделывании с/х культур и обводнения пастбищ C) разработка экономических механизмов щадящего режима природопользования D) все вместе взятое

Глоссарий

На русском языке	На казахском языке	На английском языке
Литосфера	Литосфера	Litosphere
Воздействие на почву	Топыраққа әсер ету	Influence on soil
Загрязнение почвы	Топырақтың ластануы	Pollution of soil
Водный баланс территорий	Жерлердің су балансы	Water balance of areas
Разрушение почвы	Топырақтың ыдырауы	Destruction of soil
Структура почв	Топырақтың құрамы	Structure of soil
Вспахивание почвы	Топырақтың қопару	Ploughing of soil
Охрана почв	Топырақты қорғау	Protection of soils

Темы СРС

1. Составить таблицу «Загрязнение почв за счет воздействия человека» (Л1, стр. 303).

Темы СРСП

1. Построение диаграммы «Причины деградации почвенных ресурсов Земли» (Л1, стр. 304).

Список основной литературы

1.Чебышев Н.В., Филиппова А.В. Основы экологии. – Москва, 2004 г.

2.Национальный доклад о состоянии окружающей среды в Республике Казахстан, МООС РК, Алматы, 2007 г.

3. В.Г.Игнатов, А.В.Кокин. Экология и экономика природопользования., Р-на-Д, 2003 г.

4. Л.И.Губарева, О.М.Мизирева, Т.М. Чурилова. Экология человека. М., 2005

5 Г.С.Оспанова, Г.Т.Бозшатаева. Экология. – Алматы, 2002

6. Под редакцией А.С.Степановских . Общая экология. М., 2001.

Лекция №9. Воздействие отраслей экономики РК на окружающую среду

Сельское хозяйство

В целом по стране происходит увеличение крестьянских (фермерских) хозяйств. В 2007 г. вся посевная площадь составила 18954,5 тыс.га. В крестьянских хозяйствах области проводится мониторинг по определению остаточного количества пестицидов в почве. Выявлено превышение ПДК при обработке пестицидом «витавакс». Тара из-под пестицидов не возвращается производителю, нет могильника для отходов I и II класса опасности, что внесено в Реестр экологических проблем РК.

На предприятиях республики находится 20 тонн пестицидов и ядохимикатов. Все отходы, содержащие пестициды и ядохимикаты должны направляться в места организованного складирования, отвечающие экологическим нормативам. Одной из серьезных проблем республики остается проблема отсутствия полигона токсичных отходов для захоронения пришедших в негодность пестицидов и утилизации тары.

В структуре валовой продукции сельского хозяйства республики произошли изменения в сторону понижения доли растениеводства до 50,7 % и, наоборот, повышения доли продукции животноводства до 49,3 %. Всего выбрасывается в атмосферу загрязняющих веществ (ЗВ) от 3807 стационарных источников 285 предприятий сельского хозяйства - 23 тыс. т. Увеличение в среднем за год составило 5 тыс. т. В сельском хозяйстве республики из общего количества ЗВ, отходящих от всех стационарных источников загрязнения, уловлено и обезврежено 25 % вредных веществ. В среднем в атмосферу сельских районов республики поступает окиси углерода - 4500 т, сернистого ангидрида - 2500 т, окислов азота - 1000 т, сероводорода - 900 т, аммиака - 200 т, ЛОС - 170 т, в т.ч. 0,005 т соединений свинца, углеводородов - 50 т.

Энергетика

Всего выброшено в атмосферу РК вредных веществ 855 тыс. т от 9339 стационарных источников 272 предприятий производства и распределения электроэнергии, газа и воды. Увеличение за год составляет 35,6 тыс. т в год. В энергетическом секторе республики, из общего количества ЗВ, отходящих от всех стационарных источников загрязнения, улавливается и обезвреживается 94% вредных веществ. Ежегодно поступление ЗВ в атмосферу от предприятий энергетики увеличивается, по окиси углерода – на 2,5 тыс. т, сернистого ангидрида – на 14,5 тыс. т, окислов азота – на 5 тыс. т, сероводорода – на 0,7 тыс. т, ЛОС – на 0,9 тыс. т.

Крупнейшими стационарными источниками загрязнения атмосферы являются предприятия теплоэнергетики: ТЭЦ, котельные на жидком и твердом топливе, небольшая часть которых имеет пылеочистное оборудование. Увеличение объемов выбросов крупных предприятий идет за счет увеличения объемов выработки тепловой и электрической энергии в результате увеличения производственных мощностей действующих объектов, а также увеличения расхода топлива, изменения его качества. Более 80% от общего объема выбросов от стационарных источников составляют выбросы от предприятий ТЭЦ и энергокомплексов.

К наиболее крупным предприятиям относятся АПК ТЭЦ-2, АПК ТЭЦ-3, в Алматинской области, АО «Жаиктеплоэнерго» в ЗКО, Балхашская ТЭЦ в Карагандинской области, ТОО «AES Экибастуз» (ЭГРЭС-1) в Павлодарской области, ТОО «Аксесс-Энерго ПТЭЦ-2» в Северо-Казахстанской области.

ТЭЦ должны постоянно осуществлять природоохранные мероприятия за счет средств местного бюджета и средств предприятий, внедрять экологически безопасные технологии, позволяющие сокращать выбросы вредных веществ в атмосферу.

Промышленность

От предприятий горнодобывающей промышленности в атмосферу республики поступает 442 тыс. т и от предприятий обрабатывающей промышленности - 1377,2 тыс. т вредных веществ. В горнодобывающей промышленности удельный вес уловленных вредных веществ составдяет 70% от всего количества ЗВ, в обрабатывающей промышленности - 86 %.

К наиболее крупным предприятиям - природопользователям республики относятся рудники Донского горно-обогатительного комбината (ГОК) (г.Хромтау), Актюбинского завода ферросплавов (АЗФ), АО «ТНК «Казхром» в Актюбинской области, «АО Казцинк» в Алматинской области, ТОО «Корпорация Казахмыс», ПО «Балхашцветмет», АО «Миттал Стил Темиртау», АО «Central Asia Cement» в Карагандинской области, АО «Сарбайско-Соколовское ГПО» в Костанайской области. На территории Павлодарской области находятся два рудника - «Керегетас» (АО «Алюминий Казахстана») (добыча и производство товарного известняка) и «Майкаин» (АО «Майкаинзолото») (добыча полиметаллических руд). Основными предприятиями загрязнителями атмосферного воздуха Западно-Казахстанской области являются компания КПО б.в., которая ведет разработку Карачаганакского НГКМ, а также ЗАО Интергаз Центральная Азия». В Жамбылской области  сосредоточены 72% балансовых запасов фосфоритов республики («Казфосфат»), 68% плавикового шпата, около 9% золота, 3% меди, 0,7% урана, в Сарысуском районе, запасы кормовой и технической соли составляют около 5 млн.т. В число твердых полезных ископаемых Атырауской области входят: окись калия – 11477 млн. т; каменная соль – 697 млн. т; гипс – 37 млн. т; глина – 174 млн. м3; песок – 15 млн. м3; пищевая соль озера Индер – 1млрд. т. Здесь разрабатываются Индерский и Боратовый рудники. Идет интенсивное развитие отраслей промышленности, связанных с добычей углеводородного сырья, по запасу разведанных полезных ископаемых, геологические прогнозные ресурсы надсолевой нефти составляют более 7 млрд. т, а количественная оценка нефтегазоносности подсолевого комплекса Прикаспийской впадины в акватории Каспийского моря показывает, что геологические ресурсы углеводородов составляет 23,5 млрд. т, из них извлечено 8,6 млрд. т.

Воздушный бассейн г. Алматы загрязняют объекты теплоэнергетики, среднего и малого предпринимательства, в т. ч. имеющие автономные источники теплоснабжения. В г. Алматы действуют 2023 промышленных предприятия, из них 178 крупных и средних. В г. Астане зарегистрировано 196 предприятий имеющих выбросы в атмосферу. Основными отраслями промышленности в столице являются теплоэнергетика, машиностроение и металлообработка, пищевая промышленность, производство строительных материалов и капитальное строительство, предприятия, выпускающие сборные строительные конструкции, товарный бетон и предприятия пищевой промышленности.

На предприятиях должен производится контроль за эксплуатацией очистного оборудования из источников, оказывающих влияние на атмосферу, регулярно проводится замена фильтров на пылеосадочных камерах очистного сооружения, устанавливаться пылеочистные агрегаты, внедряться газоуравнительные и газовозвратные системы, уменьшающие выбросы с 4 т/г до 0,5 т/г., модернизация производственных процессов.

Причиной увеличения разрешённых выбросов является увеличение количества природопользователей, подавших заявки на получение разрешения природопользования.

Таблица 9.1. - Динамика изменения уровня загрязнения атмосферного воздуха в наиболее крупных городах и промышленных центрах РК

Город	ИЗА5	Отрасли промышленности, оказывающие влияние на загрязнение воздуха
	2004 год	2005 год	2006 год
1. Алматы	15,0	5,2	12,1	автотранспорт, энергетика,
2.Караганда	12,5	13,9	10,7	энергетика, угледобывающая, автотранспорт
3.Шымкент	15,1	11,8	10,7	цветная металлургия, химическая, нефтеперерабатывающая
4.Актобе	9,6	10,1	9,7	черная металлургия, химическая
5.Темиртау	7,4	8,3	8,9	черная металлургия, химическая
6.Риддер	7,4	8,3	7,6	цветная металлургия, энергетика
7.Тараз	8,0	8,0	7,6	химическая
8.Усть-Каменогорск	7,0	8,7	6,5	цветная металлургия, энергетика
9.Жезказган	5,0	5,5	5,8	цветная металлургия, энергетика
10.Астана	3,1	3,7	4,7	энергетика, автотранспорт
11.пос.Глубокое	3,8	4,7	4,6	цветная металлургия
12.Петропавловск	4,5	4,0	4,2	энергетика, приборостроение
13.Семипалатинск	4,1	4,8	4,0	энергетика, строительных материалов
14.Актау	4,4	4,0	3,5	химическая
15.Костанай	3,5	3,5	2,9	энергетика
16.Балхаш	3,6	3,0	2,8	цветная металлургия, энергетика
17.Атырау	1,9	2,2	2,3	нефтеперерабатывающая
18.Павлодар	1,2	1,3	1,7	нефтеперерабатывающая, энергетика
19.Экибастуз	1,3	1,5	1,3	энергетика, угледобывающая
20.Уральск	1,2	1,0	0,8	энергетика
В среднем по городам	5,98	6,17	5,62

Источник информации: РГП «Казгидромет»

Транспорт

Транспортом республики за год перевозится около 2000 млн. т грузов  и 10500 млн. пассажиров. Грузооборот ежегодно увеличивается на 10,9%, пассажирооборот - на 10,4% .

В общем объеме перевезенных грузов наибольшую долю (78,2 %) занимает автомобильный транспорт, доля железнодорожного транспорта – 12,2 %, трубопроводного транспорта - 9,5 %, других видов транспорта (речного, воздушного, морского) – 0,1 %. Всего выброшено в атмосферу ЗВ 106 тыс. т от 18101 источников 696 предприятий транспорта. Увеличение за год составляет 93 тыс. т.

В транспортном комплексе республики, из общего количества ЗВ, отходящих от всех стационарных источников загрязнения, уловлено и обезврежено 10,6 % вредных веществ.

Помимо предприятий топливно-энергетического комплекса и частного сектора, автотранспорт является важнейшим источником поступления в атмосферный воздух бенз(а)пирена. Содержание бенз(а)пирена в воздухе достигает высоких значений - до 3-8 мкг/100 м3, неблагоприятное его воздействие усиливается из-за того, что выхлопные газы автотранспорта выбрасываются непосредственно в зоне дыхания жителей городов,.

В периоды неблагоприятных метеоусловий (НМУ) под воздействием приземных выбросов от автотранспорта образуется фотохимический смог. Периоды НМУ составляют 32% от общего количества дней в году .

В республике практически не решается вопрос увеличения доли использования экологически чистого топлива, путем перевода автомобилей на природный газ и увеличения количества троллейбусов. Не проводятся работы по внедрению катализаторов-нейтрализаторов на автомобилях.

Ухудшение качественных параметров атмосферного воздуха в приземном слое связано в первую очередь с увеличением числа транспортных единиц и интенсивностью их эксплуатации (увеличением количества сжигаемого углеводородного топлива.

Таблица 9.2 Динамика выбросов ЗВ в атмосферу от автотранспорта республики, тыс. т

Область	2004 г.	2005 г.
1.Акмолинская	92,2	94,7
2.Актюбинская	74,7	77,5
3.Алматинская	-	138,9
4.Атырауская	26,8	27,0
5.Восточно-Казахстанская	-	-
6.Жамбылская	35,2	35,2
7.Западно-Казахстанская	45,9	53,2
8.Карагандинская	-	-
9.Костанайская	142,9	127,9
10.Кызылординская	58,6	64,4
11.Мангистауская	180,0	168,7
12.Павлодарская	33,2	35,8
13.Северо-Казахстанская	50,1	197,6
14.Южно-Казахстанская	123,8	123,8
15.г. Астана	51,6	44,1
16.г. Алматы	170,0	170,0

Примечание: «-» - нет данных

Источник информации: Областные ТУООС

Отходы производства и потребления

Общее количество образованных промышленных отходов по РК составляет около 700 000 тыс. т. В их числе, твердые бытовые отходы составляют примерно 13 000 тыс. т, уровень утилизации отходов в среднем равен 16 %.

Образование промышленных отходов предприятиями республики составляет:

- отходов черной металлургии – 20 000 тыс. т/год;

- отходов цветной металлургии-112 000 тыс. т/год;

- отходов ТЭЦ тыс. -20 000 т/год.

Накоплено за весь период промышленной деятельности:

- отходов черной металлургии-7 781 710,6 тыс. т;

-отходов цветной металлургии-8 288 398,7 тыс. т;

-отходов ТЭЦ-323 321,4 тыс. т.

Рисунок 9.3 Загрязнение токсичными отходами всех классов опасности

Область	Образование ТО  в год, тыс. тонн	Утилизирование, тыс. тонн	Исторические накопления ТО на конец 2005 г., тыс. т
Р К	228243	13825	5 915 655,3
Акмолинская	204,3	0,3	21 818,4
Актюбинская	15104,7	328,1	221 540,5
Алматинская	1041,5	нет сведений	57 959,4
Атырауская	65,4	0,003	219,9
ВКО	25741,9	8236,5	1 393 811,0
Жамбылская	55,3	4,9	1 378
ЗКО	217,9	190,2	105,5
Карагандинская	54030,9	3852,2	1 122 101,1
Костанайская	118178,7	100,5	2 738 076,5
Кызылординская	7,7	3,3	3,6
Мангистауская	179,2	97	1 214,2
Павлодарская	11885,2	1005,6	293 494,1
СКО	704,8	5	36 036,7
ЮКО	78,2	0,9	11 473,7
г. Астана	643,9		14 534,6
г. Алматы	103,3	0,4	1 888

Источник информации: Агентство по статистике РК

Тестовые вопросы

1. Сколько всего в среднем выбрасывается в атмосферу загрязняющих веществ (ЗВ) от предприятий сельского хозяйства республики Казахстан? A) 13, 5 тыс. т B) 23, 3 тыс. т C) 43, 6 тыс. т D) 97, 3 тыс. т 2. Какое количество вредных веществ поступает в атмосферу республики от транспорта? A) 106 тыс. т B) 380 тыс. т C) 807 тыс. т D) 16400 тыс. т

3. Какое количество вредных веществ поступает в атмосферу республики от предприятий горнодобывающей промышленности? A) 165 тыс. т B) 285 тыс. т C) 442 тыс. т D) 600 тыс. т 4. Какие предприятия республики образуют промышленные отходы? A) черной металлургии B) цветной металлургии C) ТЭЦ  D) все вместе взятое

Глоссарий

На русском языке	На казахском языке	На английском языке
Сельское хозяйство	Ауыл шаруашылығы	Agriculture
Растениеводство	Өсімдік шаруашылығы	Plant growing
Животноводство	Мал шаруашылығы	Stock-breeding
Энергетика	Энергетика	Energy
Транспорт	Көлік	Transport
Отходы производства и потребления	Өндіру және өндеу қалдықтары	Waste production and consumptions
Загрязняющие вещества	Ластаушы заттар	Polluting material
Промышленность	Өнеркәсіп	Industrial

Темы СРС

1. Составить таблицу «Наиболее крупные промышленные предприятия-загрязнители в республике» (Л2, стр.94-107).

Темы СРСП

1. Составить график «Динамика выбросов загрязняющих веществ в Казахстане от автотранпорта» (Л2, стр. 107).

Список основной литературы

1.Чебышев Н.В., Филиппова А.В. Основы экологии. – Москва, 2004 г.

2.Национальный доклад о состоянии окружающей среды в Республике Казахстан, МООС РК, Алматы, 2007 г.

3. В.Г.Игнатов, А.В.Кокин. Экология и экономика природопользования., Р-на-Д, 2003 г.

4. Л.И.Губарева, О.М.Мизирева, Т.М. Чурилова. Экология человека. М., 2005

5 Г.С.Оспанова, Г.Т.Бозшатаева. Экология. – Алматы, 2002

6. Под редакцией А.С.Степановских . Общая экология. М., 2001.

Лекция № 10. Зоны экологического бедствия

В Казахстане территория бывшего СИП и прилегающих к нему районов ВКО, Карагандинской и Павлодарской областей и Приаралье носят статус зоны экологического бедствия.

Приаралье

Зона экологического бедствия Приаралья охватывает площадь 59,6 млн. га. Площадь сельскохозяйственных угодий этой зоны составляет 43,4 млн. га, в том числе 0,6 млн. га пашни, 42,4 млн. га пастбищ и 0,4 млн. га сенокосов. Из сельскохозяйственного оборота ежегодно исключается около 10% орошаемых земель. Снизилось качество естественных кормовых угодий, их продуктивность уменьшилась в 1,5-2 раза, что объясняется ветровым выносом солей со дна Арала и опустыниванием территории.

На пахотных землях, содержание гумуса снизилось на 30-50 %. Из общей площади соляной пустыни в 3,7 млн. га, 2 млн. га приходится на Кызылординскую область. В рамках «Программы по комплексному решению проблем Приаралья» МЗ РК проводятся мероприятия по улучшения здоровья населения и обеспечению жителей региона доступной медицинской помощью.

В результате реализации проекта «Регулирования русла реки Сырдарья и сохранение Северной части Аральского моря» в 2005 г. завершено строительство капитальной Кокаральской перемычки и проведен водопровод в г. Аральск, ведутся работы по восстановлению численности и видов рыб Малого Арала, проведена высадка саксаула.

Зоны экологического бедствия имеют высокие показатели по заболеваемости населения. Заболеваемость населения Кызылординской области составляет 69,8 тыс. человек на 100 000 населения, что на 2,6 % выше, чем в ВКО, на территории которой находился СИП.

Бывший Семипалатинский испытательный полигон (СИП)

СИП был создан 21.08.1947 г. и охватывает территории трех областей - ВКО, Карагандинской, Павлодарской и занимает площадь 18,5 тыс. км2. Проводившиеся на полигоне ядерные испытания (466 ядерных взрывов) не только нанесли значительный урон непосредственно самой территории полигона, но и оказали отрицательное воздействие на прилегающие к полигону территории, которые оказались загрязненными радионуклидами. Около 1,2 млн. жителей было подвержено влиянию радиационного излучения.

Сорок лет (с августа1949г. по февраль 1989 г.) Казахстан являлся ядерной испытательной базой СССР, Указом Президента РК № 409 от 29.08.1991 г. полигон был закрыт. На территории СИП радиоактивному заражению подверглось около 2 млн. га сельскохозяйственных земель.

Правительство РК утвердило «Программу по комплексному решению проблем бывшего Семипалатинского испытательного ядерного полигона», цель которой улучшение экологических, экономических и медико-социальных факторов, оказывающих влияние на качественный уровень жизнедеятельности населения региона. В рамках Программы проводятся: медицинская реабилитация населения, направленная на снижение уровня заболеваемости в регионе; радиологическая оценка территорий, подвергшихся радиоактивному заражению и принятие мер по обеспечению безопасности населения; развитие социальной инфраструктуры; диверсификация научно-технического потенциала бывшего СИП.

В целях развития социальной инфраструктуры региона из республиканского бюджета выделяются средства (7,09 млрд. тг. в 2005 г.) на строительство объектов образования, здравоохранения и питьевого водоснабжения в рамках действующих государственных и отраслевых программ, таких как «Государственная программа развития сельских территорий Республики Казахстан», Государственная программа реформирования и развития здравоохранения, Государственная программа развития образования, Отраслевая программа "Питьевые воды" и др.

Проблема экологической безопасности всей Республики напрямую связана с радиационной обстановкой на территории бывшего Семипалатинского испытательного полигона. По результатам радиоэкологических исследований на территории СИП, выявлены участки значительного радиоактивного загрязнения. В первую очередь, эти загрязнения связаны со следами радиоактивных облаков от атмосферных ядерных взрывов и с известными испытательными площадками ("Опытное поле", "Дегелен", "Балапан", "Сары-Узень"), которые и в настоящее время являются радиационно-опасными объектами. На территориях, считавшихся ранее относительно благополучными в радиационном отношении (северная и западная части СИП), обнаружены участки радиоактивного загрязнения, которые идентифицированы как места проведения испытаний боевых радиоактивных веществ (БРВ). Выявлены также участки с радиоактивным загрязнением, которые имеют относительно небольшие размеры, носят локальный характер и связаны, по мнению специалистов, с результатами несанкционированной деятельности, как правило, это поиск и добыча лома черных и цветных металлов.

Вместе с тем, воздействие радиационного загрязнения на природную среду в местах проведения ядерных взрывов в Казахстане до настоящего времени изучено недостаточно. Одной из проблем является отсутствие критериев оценки состояния экосистем и их компонентов (почвы, растительности и др.) на воздействие радиационных факторов.

Радиологическое обследование территории СИП (общей площадью 400 км2), позволило уточнить распределение радионуклидов на отдельных участках полигона.

Плотность потока a- и b- частиц находится на фоновом уровне и не превышает предела обнаружения прибора 0,5 и 10 част/(мин*см2), соответственно. Диапазон значений мощности экспозиционной дозы (МЭД) гамма-излучения составил: на поверхности почвы – 0,08-0,23 мкЗв/ч и на высоте 1 м – 0,08-0,21 мкЗв/ч. Разброс значений МЭД в пределах одной площадки не превышал 20 %, что свидетельствует о равномерности распределения радионуклидов по территории.

Рис. 10.1 Район радиологического обследования на территории СИП

Источник информации: НЯЦ РК

Рис. 6.2 Места проживания и расположения хозяйствующих субъектов на территории СИП

Источник информации: НЯЦ РК

Радиационная обстановка в местах проживания (зимовок и летников) и ведения сельскохозяйственной деятельности на участках территории СИП, расположенных в северной части полигона (Павлодарская область) и на юге – в районе горного массива Дегелен  включали измерения эквивалентной равновесной объемной активности (ЭРОА) радона (Rn) и торона (Tn, одного из изотопов химического элемента радона. ) в воздухе жилых помещений, на открытой местности, а также измерения концентрации радона в отобранных пробах воды. Значения ЭРОА радона в жилых помещениях варьировались в пределах от 21 до 32 Бк/м3, что не превышало уровень вмешательства (УВ) равное 200 Бк/м3 согласно нормам радиационной безопасности (НРБ-99). Концентрация ЭРОА радона и торона на открытой местности и торона в помещении составила <4 Бк/м3 и <6 Бк/м3 соответственно, что является пределом обнаружения используемых средств измерений.

Собранные материалы показывают, что при отсутствии лицензий Госкомитета по атомной энергетике РК сельскохозяйственная деятельность на полигоне вблизи испытательной площадки “Опытное поле” должна быть исключена.

Максимальная эффективная доза, которую население могло получить за 50 лет, не превышает 26 мЗв. Основной вклад в дозу вносят изотопы стронция (90Sr). В случае непрерывного проживания населения на этой территории, эффективная доза за 70 лет не превысит допустимый уровень 70 мЗв.

Для выпаса лошадей и крупного рогатого скота используется территория в радиусе до 10 км, овец - до 5-7 км. Общая площадь выпаса достигает 500 км2.

Содержание в молоке скота радионуклидов цезия137Cs, стронция 90Sr и плутония 239,240Pu показал, что в них присутствуют 137Cs, 90Sr, но значения этих радионуклидов находятся в допустимых пределах (137Cs – <100 Бк/кг, 90Sr - <25 Бк/кг), установленных санитарными нормами.

При поступлении радионуклидов в организм сельскохозяйственных животных, 90Sr более чем на 90% откладывается в костях, а накопление 137Cs, в основном, происходит в мышцах. При этом 137Cs более интенсивно переходит из кормов в молоко и мясо по сравнению со 90Sr.

Проведенные исследования показали, что при выпасе сельскохозяйственных животных на естественных пастбищных угодьях зимовки Сартай Кора поступление в них радионуклидов вместе с кормовыми растениями не будет превышать нормативов (НРБ-99) и соответственно не представляет угрозы для здоровья населения при употреблении мяса и молока. Определенную опасность могут представлять лишь единичные участки, характеризующиеся наиболее высоким уровнем радиационного загрязнения, которые необходимо вывести из пастбищепользования угодий зимовки Сартай Кора.

Радиационная обстановка на территории Республики Казахстан

Наблюдения за уровнем гамма - излучения (мощностью дозы гамма-излучения) на территории Казахстана проводит РГП «Казгидромет» МООС РК. Радиационный гамма-фон в среднем по республике составляет 0,14 мкЗв/ч, что в допустимых пределах. Средние значения мощности дозы гамма-излучения в пунктах наблюдений находятся в пределах 0,09-0,19 мкЗв/ч.

Среднесуточная плотность радиоактивных выпадений в приземной атмосфере на территории РК колеблется в пределах 0,8-1,6 Бк/м2. Средняя величина плотности выпадений составляет 1,1 Бк/м2.

На территории Актюбинской, Восточно-Казахстанской, Западно-Казахстанской, Северо-Казахстанской областей и г. Алматы, радиационная обстановка является стабильной.

На территории Акмолинской, Атырауской, Жамбылской, Мангистауской и Павлодарской областей отмечаются проблемы, связанные, с наличием бесхозяйственных отходов, отсутствием полигона по захоронению радиоактивных отходов, использованием оборудования нефтегазовых промыслов в хозяйственных целях.

В пробах оседающих атмосферных примесей на участке антропогенного воздействия отмечено повышенное содержание в пыли таких элементов, как свинец (Pb), никель (Ni), медь (Cu), цинк (Zn), ниодим (Nd), лантан (La), церий (Ce). Для остальных определяемых элементов значимых превышений не зафиксировано.

Микроэлементный анализ проб, оседающих атмосферных примесей, отобранных в непосредственной близости от одного из крупных в республике хвостохранилищ Кошкар-Ата (Мангистауская область, Актау) выявил различное соотношение микроэлементов в составе пыли. Хвостохранилище — комплекс специальных сооружений и оборудования, предназначенный для хранения или захоронения радиоактивных, токсичных и других отвальных отходов обогащения полезных ископаемых, именуемых хвостами. На горно-обогатительных комбинатах (ГОК) из поступающей добытой руды получают концентрат, а отходы переработки перемещают в хвостохранилище. В пробе, отобранной в промышленной части г. Актау концентрации редкоземельных элементов, урана (U) и тория (Th), соответствуют фоновым значениям, повышены концентрации тяжелых элементов (медь Cu, никель Ni, цинк Zn, свинец Pb. Отмечены повышенные концентрации токсичных элементов в районе предприятий, использующих в производственном цикле уранофосфорное сырье. В этой связи представляет определенную трудность выделение негативного влияния хвостохранилища из комплексного загрязнения, так как эти источники расположены вокруг города.

По данным Национального ядерного центра (НЯЦ) РК радиоактивное загрязнение приземного слоя атмосферы в районе одного из крупных в республике хвостохранилища Кошкар-Ата (Мангистауская область, Актау) характеризовалось средним содержанием радионуклидов свинца 210Pb – от 0,6 до 3,0 Бк/м2, висмута 214Bi – от 0,02 до 0,1 Бк/м2, висмута 212Bi – менее 0,1 Бк/м2, таллия 208TL - от 0,03 до 0,10 Бк/м2. Проведенный по периметру хвостохранилища гамма-спектрометрический анализ на содержание естественных радионуклидов (ЕРН) выявил, что содержание практически всех ЕРН лежит ниже предела обнаружения, за исключением 210Pb, среднее содержание которого находится в пределах от 0,15 до 0,80 мБк/м3.  Полученные данные свидетельствуют о том, что влияние хвостохранилища в общем радиоактивном загрязнении не выявлено.

Результаты полевых работ и лабораторных аналитических исследований свидетельствуют о наличии радиоактивного негативного влияния, связанного с деятельностью добывающих и перерабатывающих предприятий:

-Карачаганакское нефтегазоконденсатное месторождение (КНГКМ) цезий137Cs до 117 Бк/кг, при среднем значении - 11 Бк/кг, плутоний  239+240Pu - в диапазоне до 0,49 Бк/кг, при среднем значении 0,36 Бк/кг, стронций 90Sr - в диапазоне до 4,9 Бк/кг при среднем значении не более 2,2 Бк/кг.

-Полигон Азгир (плутоний 239+240Pu – 0.7 Бк/кг, стронций 90Sr – 10-20 Бк/кг, америций 241Am < 1 Бк/кг, цезий 137Cs – 24 Бк/кг) - уровень загрязненности полигона и прилегающих территорий радионуклидами практически не превышает уровня глобальных выпадений, то есть при проведении рекультивации необходимо будет изъять 10-15 м3 загрязненного грунта, которые будут относиться к материалам ограниченного использования, а не к категории радиоактивные отходы (РАО), что позволит применять простые и дешевые технологии для их утилизации.

- уранодобывающие региоы Северного Казахстана - хвостохранилище Степногорского перерабатывающего комбината и отработанные урановые рудники в районе п. Саумалколь (обнаружен участок радиоактивного загрязнения, где значения удельной активности для радия226Ra, тория 232Th и свинца 210Pb достигают величин 1500–2000 Бк/кг. Повышенные значения свинца 210Pb фиксируются на расстоянии нескольких километров от хвостохранилища, что является результатом ветрового переноса радона. Причиной высоких концентраций ЕРН и тяжелых металлов, повышенного уровня гамма-фона является использование щебня из местного карьера для строительных и дорожных работ. Отработанные урановые рудники к происхождению загрязнения отношения не имеют.

-Иртышский химико-металлургический завод (ИХМЗ) ВКО (обнаружено 50 пятен загрязнения радиоактивными веществами, вероятно, они представляют собой траншейное захоронение РАО, которое было организовано еще в начале деятельности ИХМЗ, и информация о нем оказалась утерянной. В точках, где МЭД превышает в несколько раз уровень естественного фона, проводились полевые гамма-спектрометрические измерения. Анализ этих измерений показал, что в большинстве загрязнений присутствуют гамма-линии продуктов распада изтопов тория 232Th, актиния228Ac, свинца 212Pb, висмута 212Bi, таллия 208Tl, а также изотопа калия 40К. В одной из точек анализ показал наличие гамма-линий радиоизотопа бария 133Ва.

Радиоактивные отходы

На территории Мангистауской области Институт ядерной физики (ИЯФ) РК с целью проведения реабилитационных мероприятий собрал информацию, относящуюся к поверхностному захоронению радиоактивных отходов (ПЗРО), расположенному в южной части хвостохранилища Кошкар-Ата.

Исследования по пробуренным скважинам и извлеченным кернам показали, что в районе предполагаемого размещения радиоактивных отходов (РАО) на глубине более 20,5 м обнаружен слой тяжелых глин, с глубиной залегания до 3 м, при этом не обнаружено водоносных горизонтов даже на глубине более 50 м. ПЗРО в начальном виде представляло собой две организованные ямы глубиной 12 м и шириной 25 м, длиной 50 м. Откосы и дно ПЗРО были укатаны тяжелой техникой, выложены глиной в несколько слоев с прослойкой между слоями глины гидроизоляционным материалом. Прием РАО на ПЗРО производился с 1969 г. по 1989 г. В то время не осуществлялся должный радиологический и весовой контроль захоронения отходов, средняя величина активности отходов составляла от 60 000 мкр/ч до 300 000 мкр/ч. Инвентаризация вывозимых отходов не производилась, ориентировочно вывезено более 50 тыс. т отходов. В начале 1989 г. поверхность заполненных отходами ПЗРО застелили полиэтиленовой пленкой и засыпали трехметровым слоем грунта. С принятием программы консервации уранового производства радиоактивные отходы на ПЗРО не вывозились.

Тестовые вопросы

1. Какова площадь Семипалатинского испытательного полигона? A) 10 500 км2 B) 14 500 км2 C) 18 500 км2 D) 22 500 км2 2. Сколько атмосферных ядерных взрывов было произведено на территории испытательной площадки «Опытное поле» Павлодарской области за период существования Семипалатинского испытательного полигона? A) 62 B) 112 C) 116 D) 262

3. В какой период проводились атмосферные ядерные испытания на территории бывшего Семипалатинского испытательного полигона? A) 1945-1972 B) 1946-1999 C) 1948-1968 D) 1949-1989 4. На какое расстояние отступило Аральское море от первоначальных берегов? A) 10-15 м B) 100 – 150 м C) 1000-1500 м D) 250-450 км

Глоссарий

На русском языке	На казахском языке	На английском языке
Зона экологического бедствия	Экологиялық апатты аймақтар	Zone of the ecological disaster
Семипалатинский испытательный полигон	Семей тәжірибелік полигоны	Semipalatinskiy proving ground
Ядерные испытания	Ядролық тәжірибе	Nucleus test
Отрицательное воздействие	Кері әсері	Negative influence
Радионуклиды	Радионуклидтер	Radionuklidy
Радиационное излучение	Радиациялық сәулелену	Radiacionnoe radiation
Научно-технический потенциал	Ғылыми – техникалық потенциалы	Research- technical potential
Норма радиационной безопасности	Қауіпсіздік радиациялық нормасы	Rate radiation  to safety

Темы СРС

1. Опишите меры, необходимые на Ваш взгляд для спасения Арала (Л3, стр.153-154).

Темы СРСП

1.Опишите известные Вам факты состояния окружающей среды на территории СИП (Л2, стр.33-35).

Список основной литературы

1.Чебышев Н.В., Филиппова А.В. Основы экологии. – Москва, 2004 г.

2.Национальный доклад о состоянии окружающей среды в Республике Казахстан, МООС РК, Алматы, 2007 г.

3. В.Г.Игнатов, А.В.Кокин. Экология и экономика природопользования., Р-на-Д, 2003 г.

4. Л.И.Губарева, О.М.Мизирева, Т.М. Чурилова. Экология человека. М., 2005

5 Г.С.Оспанова, Г.Т.Бозшатаева. Экология. – Алматы, 2002

6. Под редакцией А.С.Степановских . Общая экология. М., 2001.

Лекция № 11. Лесные ресурсы Земли. Леса и растительный мир Казахстана

Значение для биосферы и жизни человека растительного покрова Земли

В настоящее время описано около 270 тыс. видов растений (не включая водорослей), произрастающих на Земном шаре.

Растительный покров выполняет в биосфере важнейшие средообразующие функции:

- составляет большую часть биомассы Земли;

- производит органические вещества для гетеротрофов Земли;

- синтезирует кислород, являющийся основой аэробной жизни и формирующий озоновый слой;

- аккумулирует вместе со своими не разложившимися остатками (гумусом почв, залежами торфа, угля, нефти) огромные массы углерода, чем способствует поддержанию в атмосфере высокой концентрации кислорода;

- активно участвует в круговороте воды, пополнении подземных водоносных горизонтов, формировании климата;

- защищает почву от водной и ветровой эрозии;

- очищает воздух от пыли и других загрязняющих веществ;

Сохранению лесов помогает создание заповедников и национальных парков. Сейчас под них отведено менее 10% площадей тропических лесов, что является недостаточным. Слаборазвитым странам не хватает средств на содержание заповедников, их охрану, проведение научных исследований. Во многих парках не прекращаются лесоповал, охота, подсечно-огневое земледелие.

Международные организации применяют компенсационные выплаты и проводят реструктуризацию долгов странам, на территории которых произрастают леса, в обмен на сохранение их массивов.

Леса должны стать источником богатства людей. Их сохранение — общая цель всего человечества.

Леса и растительный мир Казахстана

Общая площадь земель лесного фонда (земельные участки покрытые лесом, а так же непокрытые лесом, но предоставленные для нужд лесного хозяйства) составляет 23,4 млн. га или 9 % земельного фонда республики. Основные площади земель лесного фонда находятся в Кызылординской – 6,5 млн. га, (27,7%), Алматинской – 4,3 млн. га, (18,5%), и Жамбылской – 4,2 млн. га (18%) областях. Наибольшей лесистостью отличаются земли лесного фонда Северо-Казахстанской области (СКО) (86,9%) и Павлодарской области (81,5%), наиболее низкой – Южно-Казахстанской области (ЮКО) (13,6%) и Жамбылской области (23,9%). Числящаяся в учетных данных довольно высокая (76,9%) лесистость лесного фонда Кызылординской области фактически характеризуется крайней изреженностью саксауловых лесов.

На долю Государственного лесного фонда (ГЛФ) приходится 26,45 млн. га (9,7%) территории РК. От покрытой лесом территории 50% составляют саксаульники и 25% - хвойные насаждения. Общая площадь лесных угодий составляет 12,28 млн. га, основная их часть сосредоточена по северной границе, в предгорьях и на склонах Алтайских гор, Алатау и Тянь-Шаня, вдоль восточной и юго-восточной границ, по берегам Сырдарьи и других крупных рек в южных пустынях.

Наибольший запас древесины сосредоточен в лесах Восточно-Казахстанской области (ВКО) (167,13 млн. м3 – 44,5% от общего по республике), СКО (55,1 млн. м3 – 14,7%), Акмолинской (42,91 млн. м3 – 11,4%), Алматинской (38,54 млн. м3 – 10,3%) и Павлодарской (26,76 млн. м3 – 7,1%) областей.

Алтайские горы, отличаются уникальным биоразнообразием сибирской природы, здесь сконцентрировано 75% запаса экономически ценных сортов ели и пихты Казахстана.

Северная лесостепь – с березовыми, осиновыми и сосновыми колками, включая реликтовые ленточные боры Прииртышья.

Горы Тянь-Шань и Иле-Алатау – единственный в мире ареал с богатейшим агробиоразнообразием, орехопромысловая и лесоплодовая зона. Это важный источник воды для озер и рек, туристический объект международного значения.

Саксаульники южной пустыни - источник высококачественной топливной древесины и зона для выпаса скота и укрепления песчаных дюн в непосредственной близости от дна Аральского моря.

Вдоль крупных рек произрастают прибрежные леса. Они играют важную водорегулирующую роль в южной части пойм рек (тугаи) и являются практически единственным типом леса в Западном Казахстане, где нет древесной растительности.

Дубравы поймы реки Урал являются единственными естественными насаждениями дуба на территории республики и занесены в 1981 г. в Красную книгу Казахстана. Дубравы находятся в стадии деградации и постепенно отмирают.

Не в лучшем состоянии находятся пойменные леса в нижнем течении реки Урал. Чрезмерный и нерегулируемый выпас скота, отсутствие должного контроля за состоянием этих лесов приводит к массовому усыханию древостоев и ослаблению их лесовосстановительной способности. За последние пять лет около 30 % вырубок не восстановились. Происходит процесс остепнения лесных площадей. С 2002 г. идет наращение лесовосстановительных работ, воспроизводство лесов в сравнении с 2002 г. возросло на 17,7 тыс. га (на 136 %).

В республике действует Программа по сохранению и восстановлению ленточных боров Прииртышья «Реликтовый бор», на реализацию Программы предусмотрено поэтапное целевое выделение средств из местного бюджета.

По инициативе Президента РК с 2001 г. ведется создание зеленого кольца вокруг Астаны. На оздоровленье природы направлены программы «Жасыл аймак» и «Жасыл ел».

Сухой резко континентальный климат Казахстана является основной причиной повышенной чувствительности существующих лесных экосистем к различным угрозам, включая:

- аридизацию (опустынивание);

- пожары (естественные и антропогенные);

- поражения вредителями;

- чрезмерный выпас;

-перерубы из-за незаконных и «санитарных» рубок и рубок для заготовления топливной древесины;

-деградация среды обитания диких животных вследствие избыточного использования в целях охоты и туризма.

Критическое состояние биоразнообразия связано с хозяйственной деятельностью, загрязнением природной среды и стихийными бедствиями, а также незначительной площадью охраняемых экосистем.

Хозяйственная деятельность в лесах республики, «дикий туризм», низкая экологическая образованность населения привела к гибели от лесных пожаров значительные объемы леса, в основном, это хвойные леса.

Так например, за период 2000 - 2006 гг. на территории ГЛФ республики зарегистрировано 6415 случаев лесных пожаров, общая площадь которых составила 302 857 га, в т.ч. покрытая лесом 159 865 га. В результате лесных пожаров в период 2000 – 2006 гг. на территории ГЛФ республики, объем древесного запаса поврежденного пожарами составил 1,1 млн. м3.

Рис.11.1 Динамика объемов проведенных работ в РК по воспроизводству лесов и лесоразведению за период с 1992 по 2005 гг.

Источник информации: Комитет лесного и охотничьего хозяйства МСХ РК

Большой урон лесу наносит незаконная рубка, только за один год (например, 2006 г.) объем незаконных рубок леса, выявленных государственными учреждениями лесного хозяйства и природоохранными учреждениями составил 33 567 м3/г.

Допущен огромный разрыв между объемами рубок леса и воспроизводством лесов. Огромный урон лесу наносят пожары (таблица 11.1). В год происходит до 760 случаев пожаров. По республике ущерб от лесных пожаров в среднем составляет 700 млн. тг.

Таблица 11.1. - Динамика лесных пожаров за период 2000 – 2006 гг.

Годы	Число случаев	Общая площадь, га	в т.ч. лесопокрытия
2000	955	27487	12930
2001	755	28407	18757
2002	614	27619	12437
2003	1057	91929	34051
2004	1315	59570	45210
2005	760	21685	14551
2006	959	46160	21929

Источник информации: Комитет лесного и охотничьего хозяйства МСХ РК

В результате уменьшения территории лесных массивов происходит истощение биоразнообразия и деградация экосистем на 66% площади республики, особенно в зоне пустынь и степей, при распашке земель и выпасе скота.

В самой лесистой области Казахстана - ВКО, площадь Гослесфонда составляет 2,7 млн. га, из которых 1,3 млн. га, или 48 % покрыты лесом. Общий запас древесины составляет - 127 млн. м3, из которых спелого и перестойного леса 86 млн. м3. Но благополучие в лесном хозяйстве иллюзорное, т.к. площадь лесов на 25 % представлена кустарниками: рябиной, черёмухой и др. Площадь этой категории земель из года в год увеличивается за счет сокращения хвойных насаждений после проведения сплошных рубок. Так, в целом по области за период с 1961 года площадь кустарников увеличилась с 207 до 326 тыс. га, а в местах интенсивной эксплуатации - почти в два раза. Более 60 тыс. га земель утратили свои лесорастительные свойства и превратились в нелесные.

Естественное возобновление вырубок основными лесообразующими породами не обеспечивается, а искусственное лесоразведение не дает положительных результатов. За истекшие 30 лет в лесах области вырублено сплошными рубками около 150 тыс. га хвойных насаждений лучшей производительности, а создано только 29 тыс. га лесных культур.

Нарушение состава и структуры экосистем, особенно сильно отражается на водном режиме рек Уба и Бухтарма. Так, в лесах Лениногорского лесохозяйственного производственного предприятия (ЛХПП) начавшаяся с середины 70-х годов интенсивная вырубка лесов привела к сокращению на 18 % самых высокопроизводительных хвойных лесов и на 16 % лиственных. При этом лесистость снизилась на 10 %.

Сокращение лесов сопровождается разрушением почвы на горных склонах. Так, при сплошных рубках объем эксплуатационной эрозии достигает 1100 м3/га. При этом в бассейнах рек и ручьев, находящихся в горно-лесной зоне, объем твердого стока увеличивается до 22 раз.

На протяжении последнего столетия еловые леса Алматинской области испытывают сильное, влияние антропогенных факторов, что привело к их резкому сокращению. В настоящее время покрытая лесом площадь еловых лесов составляет 145 тыс. га, из которых только в Алматинском регионе более 55 тыс. га отнесены к низкопродуктивным.

Талдыкурганские ельники расположены на площади 51 тыс. га, из которых только 5 тыс. га (10 %) возможны для эксплуатации. Спелые леса составляют 47 %, или 24 тыс. га, из которых 51,5 % (12,5 тыс. га) исключены из главного пользования в связи с низкой продуктивностью. В общей сложности таких насаждений 30,5 тыс. га, или 60 %.

Резкое увеличение малопродуктивных насаждений в значительной степени влияет на сокращение площади естественных растительных сообществ и, по-видимому, в ближайшем будущем предстоит решать вопрос о перемещении ели Шренка в категорию «находящихся под угрозой исчезновения».

По сравнению с 1966 годом площадь спелых насаждений ленточных боров в Павлодарской области сократилась на 54%, а в Семипалатинском регионе - на 41 %. Площадь приспевающих - соответственно на 12,5 % и 17 %, что отрицательно влияет на общее состояние ленточных боров и их защитные функции. По исследованиям Государственного научно-производственного центра земельных ресурсов и землеустройства (ГосНПЦзем) РК в 1972—1987 гг. вырубка древесины ежегодно превышала установленную норму на 20 тыс. м3, или 13,2 % по Семипалатинскому региону, соответственно, на 10,3 тыс. м3 (6,8 %) - по Павлодарской области.

Для решения вопросов биоразнообразия в РК проводятся следующие мероприятия: ратифицирована Конвенцию ООН о биологическом разнообразии (1994 г.); разработаны национальная стратегия и план действий по сохранению и сбалансированному использованию биологического разнообразия; принят Лесной кодекс; реализуется Программа «Жасыл ел»; реализуется проект «Сохранение лесов и увеличение лесистости»; создаются новые особо охраняемые природные территории (ООПТ).

Тестовые вопросы

1. Какую территорию на Земле занимают лесные экосистемы ? A) 10 % суши B) 20 % суши C) 30 % суши D) 40 % суши 2. Какие леса содержат наибольшее количество биомассы? A) бореальные (северные) леса B) леса умеренного пояса C) субтропические леса  D) тропические леса

3. Какое значение имеет лес для нашей планеты Земля? A) важнейший фактор стабильности биосферы B) производят большую часть органического вещества на Земле C) являются глобальными аккумуляторами углерода и энергии D) все вместе взятое 4. Сколько кислорода производят леса для планеты Земля? A) более 40 % кислорода  B) более 60 % кислородаC) более 80 % кислорода D) более 90 % кислорода

Глоссарий

На русском языке	На казахском языке	На английском языке
Растительность Земли	Жердің өсімдік қабаты	Vegetation of the Earth
Лесные экосистемы	Орман экожүйесі	Timber экосистемы
Биомасса	Биомасса	Biomass
Тропические леса	Тропикалық ормандар	Tropical wood
Стабильность биосферы	Биосфераның қалыптылығы	Stability biosphere
Региональный уровень	Аудандық деңгей	Regional level
Очищение атмосферы	Атмосфераның тазалануы	Defogging of atmosphere
Сохранение лесов	Ормандарды сақтау	Conservation wood

Темы СРС

1. Нанесите на карту известные Вам крупные лесные массивы планеты, дайте характеристику лесов и их значение для состояния окружающей среды. (Л.1, стр. 284-288).

Темы СРСП

1. Составить карту «Леса мира» на базе контурной карты, интересного для Вас региона мира. (Л.1, стр. 284-288).

Список основной литературы

1.Чебышев Н.В., Филиппова А.В. Основы экологии. – Москва, 2004 г.

2.Национальный доклад о состоянии окружающей среды в Республике Казахстан, МООС РК, Алматы, 2007 г.

3. В.Г.Игнатов, А.В.Кокин. Экология и экономика природопользования., Р-на-Д, 2003 г.

4. Л.И.Губарева, О.М.Мизирева, Т.М. Чурилова. Экология человека. М., 2005

5 Г.С.Оспанова, Г.Т.Бозшатаева. Экология. – Алматы, 2002

6. Под редакцией А.С.Степановских . Общая экология. М., 2001.

Лекция № 12. Особо охраняемые природные территории

Наилучшим способом сохранения биологических видов является охрана мест их обитания — природных экосистем.

Для сохранения объектов природы в естественном состоянии организуют особо охраняемые природные территории (ООПТ) — заповедники, заказники, резерваты, национальные парки и др. Они создаются с разными целями и имеют разные режимы охраны и пользования. В нашей стране основными видами ООПТ являются заповедники и заказники, за рубежом — резерваты и национальные парки.

В мире имеется около 11,5 тыс. ООПТ. Они располагаются более чем в 120 странах мира и занимают 12,18 млн. км2. Специалисты считают, что площадь ООПТ должна составлять не менее 10% суши. Разные страны имеют разные соотношения площадей ООПТ к площади территорий: Австралия — более 15 %, Норвегия — 9%, Казахстан – около 8%, США— 3,3%, Канада — 1,5%, Россия — около 2%. Однако необходимо отметить, что Россия имеет огромные площади ненарушенных природных экосистем (около 65% ее территории), не имеющих статуса ООПТ.

Заповедники — территории с самым строгим режимом охраны, полностью изъятые из хозяйственной деятельности. Их организуют для сохранения наиболее типичных природных комплексов всех природно-климатических зон. Такие заповедники называют биосферными. Большинство заповедников являются научными учреждениями, ведущими исследовательскую работу. Часть заповедников имеют статус международных и работают под эгидой ЮНЕСКО по скоординированным программам. Они изучают структуру и закономерности функционирования природных комплексов, состояние и динамику абиотических факторов: климата, атмосферы, почвы, водных объектов и др. Все данные обобщаются для получения целостной картины состояния биосферы. В мире имеется более 250 биосферных заповедников.

В ряде местностей заповедники организуют для охраны обитающих там редких и исчезающих видов, так например заповедник Кедровая Падь (Россия) организован в районе обитания произрастания женьшеня.

Для эффективного и качественного функционирования заповедники должны иметь достаточные территории. Их площадь зависит от вида экосистем: в тундре — не менее 1 млн. га, в тайге и пустыне — 250 тыс. га, в лесной и лесостепной зоне — 50— 100 тыс. га, в степи — 10 тыс. га, в зоне морского шельфа — 25—30 тыс. га. Чрезвычайно важны критические места обитания видов: для колониальных птиц это места гнездования, ластоногих — побережья, где они рождают детенышей и т. д. Территории заповедников желательно ограничивать естественными рубежами, а вокруг устраивать охранную зону с ограниченным природопользованием.

В некоторых заповедниках сохраняют особо ценные памятники природы — водопады, пещеры, геологические отложения и др.

Из-за строгости режима охраны заповедники являются самой эффективной формой охраны природы. Благодаря им удалось сохранить и восстановить численность многих видов: в Беловежской Пуще (Белорусь) — зубра, в Воронежском заповеднике — бобра, Баргузинском и Кондо-Сосьвинском — соболя, Сихотэ-Алинском — амурского тигра (Россия). В Америке в заповедниках восстановили популяции островного оленя, бурого пеликана, американского журавля и др.

2. Заказник — это охраняемые территории, предназначенные для более узких задач: охраны или разведения отдельных видов растений и животных либо какой-то части природного комплекса. В заказниках разрешены некоторые виды хозяйственной деятельности, не наносящие ущерба главным целям.

Заказники создают для охраны мест гнездования, остановок при миграциях, зимовок птиц, мест нерестилищ и нагула молоди рыб, выращивания ценных растений, разведения животных для охоты и других целей.

Заказники могут быть постоянными или создаваться на определенные сроки.

3. Резерваты — это охраняемые природные территории за рубежом. По международной классификации их делят более чем на 20 категорий. Одни из них ближе по назначению и режимам охраны к заповедникам (резерваты строгого режима), другие — к заказникам. В некоторых резерватах Африки и Америки разрешено проживание местного населения, но имеющиеся ограничения позволяют охранять ценных животных.

4. Самой распространенной формой охраны природных комплексов за рубежом являются национальные парки.

Первым национальным парком был созданный в 1872 г. Йеллоустоунский парк в США, занимающий площадь более 10 тыс. км2. Система национальных парков в наибольшей мере развита в США и странах Африки — Кении, Танзании и др. В США более 350 национальных парков, из них 49 крупных.

Первоначально национальные парки создавались как природоохранные организации — заповедники, но постепенно стали сочетать эти функции с просветительской и рекреационной: приемом туристов, ознакомлением их с природными экосистемами. Существуют разные категории национальных парков, многие из них имеют территории с разным режимом охраны.

Национальные парки, являясь коммерческими организациями, принимают туристов и имеют для этих целей соответствующую инфрастуктуру: дороги, смотровые площадки, места отдыха, гостиницы и т. д. В парках с содержанием опасных животных туристы передвигаются по маршрутам на машинах и им запрещено из них выходить. Животные привыкают к туристам, позволяют приближаться к себе и их удобно наблюдать и фотографировать.

В отличие от других коммерческих организаций национальные парки принадлежат государствам и управляются ими. Природный туризм играет большую роль в экономике многих стран. Он позволяет получать средства для их развития, охраны природы, научных целей. Особенно это касается слаборазвитых стран Африки с их богатейшей фауной и флорой. Однако правительства и население бедных стран должны понять, что живая природа более ценна и может приносить больший доход, чем ее уничтожение. Подсчитано, что один лев семи лет приносит суммарный доход более чем в 500 тыс. долларов, в то время как его шкура стоит 1000 долларов. Создание национальных парков может решить экономические и природоохранные проблемы многих регионов.

В то же время рекреационная нагрузка (пресс туризма) на природные объекты не должна быть чрезмерной. В противном случае произойдет их деградация.

Необходимо понимать, что переход к устойчивому использованию биоресурсов в краткосрочном периоде времени менее выгоден и экономически проигрывает проектам, приносящим быструю прибыль, но ведущим к нарушению экосистем. К регионам, переходящим к вариантам развития на основе охраны природных ресурсов и создания ООПТ, могут применяться схемы прямых компенсационных выплат. В экономически отсталых странах прямые платежи могут быстро дать заметный эффект. Другим механизмом поддержания таких регионов является схема «долги за природу» — снижение сумм долгов в обмен на сохранение экосистем.

Всемирный фонд дикой природы выделил 240 регионов, охрана которых позволит сохранить до 90% видового разнообразия Земли, и назвал их «240 глобальных экорегионов». Многие из них являются трансграничными, т. е. располагаются на территориях нескольких стран, например, Алтае-Саянский регион, включающий 845 тыс. км2 территорий России, Казахстана, Монголии и Китая.

Выделение этих территорий для реализации программ сохранения биоразнообразия не означает, что в других частях Земли такие работы не нужны.

Создание новых ООПТ часто встречает сопротивление как государственных ведомств (прежде всего ресурсных), так и местного населения. Эта проблема имеется во многих странах, в том числе и в странах СНГ. По этой причине в настоящее время преобладает тенденция ограниченного включения ООПТ (определенных их категорий) в местные социально-экономические структуры. Главной задачей при этом является обеспечение охраны и нормального функционирования природных территорий без изъятия их из хозяйственного и некоторых других видов использования. Для этого должен быть установлен и выполняться ряд экологических ограничений.

Современные тенденции по охране биосферы состоят не в создании мелких островков ООПТ, а в сохранении естественных экосистем на больших площадях.

Особо охраняемые природные территории Казахстана.

Экологическая ситуация в республике характеризуется в значительной мере деградацией природных систем, что ведет к дестабилизации биосферы, утрате ее способности поддерживать качество окружающей среды, необходимое для жизнедеятельности общества.

По имеющимся оценкам, около 75% территории страны подвержены повышенному риску экологической дестабилизации. Остро стоит проблема ее опустынивания. «Исторические загрязнения», накопление отходов, нарастающие выбросы токсичных веществ от стационарных и передвижных источников угрожают состоянию природной среды и здоровью населения. В этой связи, создание ООПТ в стране является наиболее действенным способом обеспечения сохранности ценных природных комплексов, биоразнообразия, восстановления и улучшения биопотенциала природной среды.

В перечень ООПТ республиканского значения включено 107 объектов природно-заповедного фонда. Общая площадь ООПТ республиканского значения составляет 21,2 млн. га, то есть 7,8% территории РК.

Рисунок 11.1. - Размещение объектов ООПТ на территории Казахстана

Источник информации: РГП « ГосНПЦзем» МСХ РК, 2006 г.

Таблица 11.1 - Виды, количество и площадь ООПТ республиканского значения

Виды ООПТ	Количество объектов	Площадь, тыс. га
Природные заповедники	10	1 223,0
Национальные природные парки	9	1 653,2
Лесные резерваты	2	940,2
Природные заказники	50	5 998,4
Заповедные зоны	5	11 350,5
Памятники природы	26	6,6
Ботанические сады	5	0,4
Всего	107	21 172,3

Источник информации: РГП « ГосНПЦзем» МСХ РК

В настоящее время в Казахстане практически во всех природных зонах выделены различные виды ООПТ. В зависимости от значимости объектов государственного заповедного фонда, они относятся к категории республиканского или местного значения (таблица 11.1, рисунок 11.1).

Государственные природные заповедники и национальные парки, в основном, расположены в Алматинской (5), Восточно-Казахстанской (3), Акмолинской (3) и Южно-Казахстанской (3) областях. Наибольшее количество природных заказников находится в Карагандинской (9), Алматинской (7), Южно-Казахстанской (5), Восточно-Казахстанской (4) и Северо-Казахстанской (4) областях.

Рисунок 11.1 – Развитие сети ООПТ со статусом юридического лица за 1926-2005 гг.

Источник информации: РГП « ГосНПЦзем» МСХ РК

Памятники природы, в основном, сосредоточены в Северо-Казахстанской (12) и Акмолинской (8) областях. Государственные заповедные зоны созданы в Атырауской (в северной части Каспийского моря – площадью 700,0 тыс. га), Жамбылской (Жусандалинская – 2757,5 тыс. га), Мангистауской (Кендерли-Каясанская – 1231,0 тыс. га), Южно-Казахстанской (Арысская и Карактауская – 404,0 тыс. га и Южно-Казахстанская – 6258,0 тыс. га) областях

В Концепции экологической безопасности Республики Казахстан расширение сети ООПТ признано наиболее эффективной мерой сохранения биоразнообразия экосистем республики. В Концепции устойчивого развития страны среди основных мер по сохранению и восстановлению природной среды, предусмотрено расширение площади ООПТ не менее чем до 10% территории страны.

Тестовые вопросы

1. Особо охраняемые природные территории (ООПТ) это… A) заповедники, заказники B) резерваты C) национальные парки D) все вместе взятое 2. Сколько всего заповедников в Казахстане? A) 5 B) 10 C) 15 D) 20

3. Территории с самым строгим режимом охраны, полностью изъятые из хозяйственной деятельности для сохранения наиболее типичных природных комплексов для определенной климатической зоны называют… A) биосферными заповедниками B) заказниками C) национальными парками D) резерватами 4. Сколько всего национальных парков в Казахстане? A) 1 B) 9 C) 18 D) 26

Глоссарий

На русском языке	На казахском языке	На английском языке
Особо охраняемые природные территории	Ерекше қорғалатын табиғи аумақтар	Especially protected natural territories
Национальный парк	Ұлттық саябақ	National park
Сохранение биологических видов	Биологиялық түрлерді сақтау	Saving the biological types
Утрата видов	Түрлерді жоғалту	Loss of kinds
Природные комплексы	Табиғат жиынтығы	National complex
Заповедники	Қорықтар	Reserves
Животные	Жануарлар	Animals
Растения	Өсімдіктер	Plants

Темы СРС

1 Опишите или составьте таблицу биологических видов (животных, растений), восстановленных в природе благодаря ООПТ в мире или Казахстане (Л.1,стр. 278-282, Л.2, стр. стр. 63-68).

Темы СРСП

1.Нанесите на контурную карту «ООПТ Казахстана». (Л.1,стр. 278-282, Л.2, стр. стр. 63-68).

Список основной литературы

1.Чебышев Н.В., Филиппова А.В. Основы экологии. – Москва, 2004 г.

2.Национальный доклад о состоянии окружающей среды в Республике Казахстан, МООС РК, Алматы, 2007 г.

3. В.Г.Игнатов, А.В.Кокин. Экология и экономика природопользования., Р-на-Д, 2003 г.

4. Л.И.Губарева, О.М.Мизирева, Т.М. Чурилова. Экология человека. М., 2005

5 Г.С.Оспанова, Г.Т.Бозшатаева. Экология. – Алматы, 2002

6. Под редакцией А.С.Степановских . Общая экология. М., 2001.

Лекция № 13-14. Состояние биологических ресурсов Земли. Биоразнообразие Казахстана. Красная книга.

Значение биологического разнообразия для биосферы.

Биологическим разнообразием называют все разнообразие форм и процессов в органическом мире на всех уровнях организации живого:

- молекулярно-генетическом;

- организменном;

- популяционном;

- видовом;

- экосистемном.

Возникновение разнообразия живых систем в процессе эволюции биосферы было обусловлено различиями в жизненных условиях организмов и их разной функциональной ролью в биоценозах.

Существование на Земле биологического разнообразия имеет принципиальное значение.

1. Биологическое разнообразие обеспечивает основные функции биосферы:

- производство органического вещества;

- деструкцию органического вещества;

- ход биогеохимических круговоротов веществ и потоков энергии.

Группировки организмов: продуценты, консументы и редуценты, образуют цепочки, в которых каждый вид и каждая группа выполняет определенные функции. Ни один вид и ни одна функциональная группа не может выполнить все этапы биогеохимических круговоротов, для этого нужно взаимодействие всех групп:

Рисунок 13-14.1 Схема взаимодействия всех групп живых организмов

Продуце́нты — организмы, способные синтезировать органические вещества из неорганических (автотрофы). Зелёные растения - синтезируют органические вещества из неорганических в процессе фотосинтеза. Продуценты являются первым звеном пищевой цепи.

Консументы (от лат. consumе — употреблять) —организмы, потребляющие готовые органические вещества (гетеротрофы), создаваемые продуцентами (автотрофами). В отличие от редуцентов, консументы не способны разлагать органические вещества до неорганических. К консументам относят животных, некоторые микроорганизмы, а также паразитические и насекомоядные растения. Консументы первого порядка — растительноядные (травоядные животные, паразитические растения), питаются непосредственно продуцентами биомассы. Консументы второго порядка — хищные (хищники, паразиты хищников), питаются консументами первого порядка. Любой консумент является гетеротрофом, так как не способен синтезировать органические вещества из неорганических.

Редуценты — микроорганизмы (бактерии и грибы), также являются гетеротрофами, от консументов их отличает способность полностью разлагать органические вещества (белки, углеводы, липиды и другие) до неорганических (углекислый газ, аммиак, мочевина, сероводород), завершая круговорот веществ в природе, создавая субстрат для деятельности продуцентов (автотрофов). Экологическая роль редуцентов, заключается в том что они возвращают минеральные соли в почву и воду, делая их доступными для продуцентов-автотрофов, и таким образом замыкают биотический круговорот. Поэтому экосистемы не могут обходиться без редуцентов (в отличие от консументов, которые, вероятно, отсутствовали в экосистемах в течение первых 2 млрд лет эволюции).

Гетеротрофы - (греч. heteros - другой и trophe - пища) используют для своего питания готовые органические вещества.

Автотрофы (греч. autos— сам и  trophe— пища) - живые организмы, синтезирующие органические соединения из неорганических.

2. Биологическое разнообразие на всех уровнях позволяет наиболее эффективно использовать ресурсы среды.

Каждая из имеющихся в настоящее время разновидностей генетических систем организмов приспособлены для наиболее эффективного функционирования в определенных экологических условиях — собственных экологических нишах. При этом многовидовые сообщества, где каждый вид занимает свою нишу, способны использовать ресурсы среды максимально полно.

3. Наличие биологического разнообразия обеспечивает непрерывность живого покрова Земли, «всюдность жизни», по выражению В. И. Вернадского: в разных климатических зонах функционируют разные типы экосистем, в разных средах биосферы (водной, наземной, почве) обитают определенные, приспособленные к ним виды организмов. Даже в пределах одного вида имеется разнообразие генотипов, географических рас, популяций, приспособленных к конкретным условиям.

4. Биологическое разнообразие обеспечивает непрерывность жизни во времени. В разные исторические эпохи на Земле происходили и происходят изменения условий среды обитания, но среди организмов в большинстве случаев находились формы, способные к существованию в новых условиях — преадаптированные к ним, в то время как другие организмы, не имевшие таких преадаптаций, вымирали.

5. Биологическое разнообразие обеспечивает биосферный гомеостаз: каждый вид (популяция) в экосистеме находятся под регулирующим влиянием других видов, которые препятствуют их избыточному размножению, что нанесло бы вред экосистемам. В бедных по видовому составу экосистемах часто происходят вспышки численности отдельных популяций, что действует на экосистемы разрушающе.

Гомеостаз (др.греч.- одинаковый, подобный, неподвижность) — саморегуляция, способность биосферы сохранять постоянство своего внутреннего состояния посредством скоординированных реакций, направленных на поддержание динамического равновесия. Стремление экосистемы воспроизводить себя, восстанавливать утраченное равновесие, преодолевать сопротивление внешней среды.

Гомеостаз популяции — способность популяции поддерживать определённую численность своих особей длительное время.

При попытках снизить биологическое разнообразие экосистем, ограничив его одним или несколькими видами, как это пытается сделать человек в искусственных экосистемах — агроценозах, эффективность использования ими ресурсов среды снижается настолько, что они не могут существовать самостоятельно, без внесения человеком дополнительной энергии.

6. Биологическое разнообразие обеспечивает функцию развития экосистем в ходе экологических сукцессий, восстановление сообществ после повреждений. В ходе сукцессии идет постепенное замещение одних видов другими, более эффективными в изменившихся условиях. Завершают сукцессию, как правило, особые (климаксные) виды, лучше адаптированные к стабильным условиям и насыщенной среде. Но виды, свойственные ранним стадиям сукцессии, не вытесняются климаксными полностью, а образуют с ними динамические равновесные системы. При изменении условий среды или действия на экосистемы внешних стрессовых факторов наличие видов, характерных для разных стадий сукцессии, позволяет экосистемам быстрее «залечивать» повреждения.

Таким образом, наличие биологического разнообразия на всех уровнях организации живого является условием устойчивого функционирования биосферы.

Снижение биологического разнообразия человеком

В настоящее время в биосфере происходит резкое снижение биологического разнообразия на всех уровнях: генетическом, организменном, популяционном, видовом, экосистемном. Причиной этого является активная деятельность человека. Она выражается как в общем давлении на биосферу, так и локальном воздействии на отдельные экосистемы и виды.

Утрата всех без исключения компонентов биоразнообразия нарушает стабильность биосферы, поскольку все они занимают в ней особые, эволюционно определенные места, играют свои роли в «экономике природы».

Вырубая леса, осушая болота, распахивая степи и прерии, человек формирует на месте устойчивых многовидовых природных сообществ упрощенные - поля, лесопосадки, газоны и др., имеющие низкую генетическую вариабельность. Они не способны к производству круговоротов веществ и потоков энергии, уязвимы для неблагоприятных факторов, способствуют массовому размножению вредителей.

Это снижает продуктивность отдельных экосистем и биосферы в целом, их средообразующую функцию, стабильность, способность к саморегуляции. В результате огромные площади степей и лесов превратились в пустыни, а общая продукция биомассы Земли из-за преобразования человеком природных экосистем снизилась не менее чем на четверть.

Состояние и динамика биоразнообразия экосистем являются важнейшими критериями их оценки.

Человек должен быть заинтересован в сохранении биоразнообразия на всех уровнях, поскольку от него зависит устойчивость среды его обитания. Для этого необходимо сохранение природных экосистем в масштабах, позволяющих биосфере функционировать стабильно.

Меры по сохранению биологического разнообразия Земли

Мерами по сохранению биологического разнообразия и устойчивой эксплуатации биологических ресурсов Земли являются:

- снижение антропогенного давления на природные экосистемы;

- защита естественной среды обитания организмов;

- защита отдельных видов от чрезмерной эксплуатации и непреднамеренного уничтожения;

- принятие законов, международных соглашений по сохранению местообитаний и отдельных видов;

- создание особо охраняемых природных территорий (ООПТ);

- сохранение генофонда диких видов и аборигенных пород и сортов в ботанических садах, зоопарках, банках генов, банках репродуктивного материала (семян, зародышевых материалов).

Все без исключения виды бесценны для биосферы. Человек, несмотря на все достижения науки и техники, не способен ни заменить, ни воссоздать ни один из них. Все живые организмы Земли полезны для человека, даже если не включены впрямую в его хозяйственную деятельность.

Виды живых организмов на Земле

К настоящему времени на Земле описано и систематизировано 1,75 млн. видов живых организмов. Хотя общее число биологических видов Земли может составлять до 14 млн.

В течение последних 200 млн. лет каждый миллион лет исчезало по 900 тыс. видов (примерно один вид в год), однако в связи с появлением человека (1 млн. лет назад) и возрастанием его роли в биосфере этот процесс многократно ускорился.

В настоящее время под угрозой находится более 25 тыс. видов, но это число включает только известные, и в основном, относящиеся к высокоорганизованным видам, поэтому истинное число исчезающих видов не установлено.

Документально засвидетельствовано, что за последние 400 лет утрачено более 130 видов млекопитающих и 160 видов птиц, в их числе дикий бык – тур, дикая лошадь – тарпан, крупное морское млекопитающее – Стеллерова корова, нелетающая голубиная птица – дронт, гигантская новозеландская птица – моа, бескрылая гагарка, американский голубь, каролинский попугай и др.

Основными причинами уничтожения живых организмов человеком является:

- разрушение природных местообитаний, их деградация;

- загрязнение окружающей среды;

- чрезмерная эксплуатация (добывание) видов – отстрел, собирание, вылов;

- вытеснение аборигенных видов интродуцированными, т.е. искусственно вселенными человеком из других экосистем;

- целенаправленное уничтожение – для защиты урожаев, домашних животных и других объектов;

- непреднамеренное (случайное) уничтожение.

Красная книга

Для координации действий по охране биологических ресурсов в 1948 г. был создан Всемирный союз охраны природы (МСОП). С 1963 г. он издает Красную книгу, куда заносит находящиеся под угрозой уничтожения виды растений и животных. Первое издание Книги включало 248 видов и 48 подвидов млекопитающих, 287 видов птиц, 36 видов земноводных 119 видов пресмыкающихся и др.

Красная книга постоянно переиздается, в нее вносят новые виды, а виды восстановившие численность, оставляют на контроле.

При определении приоритетности мер охраны все виды, находящиеся под угрозой исчезновения, делят на пять категорий:

- исчезающие – виды, находящиеся под угрозой вымирания и требующие для их сохранения срочных мер. Информацию об этих видах печатают на красных листах, означающих сигнал бедствия;

- уязвимые – виды, численность которых под действием ряда причин сильно сократилась и если действие этих причин будет продолжено, то они могут выйти на грань вымирания – желтые листы;

- редкие- малочисленные виды с ограниченным распространением, которые могут исчезнуть от случайных причин;

- неопределенные – виды, для более точного определения численности которых нет информации;

- восстановленные – виды, ранее бывшие под угрозой, но восстановившие численность благодаря принятым мерам – зеленые листы.

Многие страны имеют свои Красные книги, за сохранение обитающих в них видов они несут моральную ответственность перед мировым сообществом.

Биоразнообразие Казахстана

Обширность территории (272,5 млн. га) Казахстана, расположение в центре Евразии, обилие видов флоры (около 13 000) и фауны (более 800 позвоночных и 50 000 беспозвоночных), разнообразие палеореликтов (2 000 видов), наличие десяти подзон на равнинах и девяти высотных поясов в горах со своеобразием зонально-климатических условий и экосистем создают уникальное по биоразнообразию сочетание лесных, степных, луговых, пустынных и горных ландшафтов. Среди редких эндемичных и реликтовых видов, требующих охраны, насчитывается более 400 видов растений и 300 видов позвоночных животных, значительная часть которых находится на грани исчезновения.

Критическое состояние биоразнообразия связано с хозяйственной деятельностью, загрязнением природной среды и стихийными бедствиями, а также незначительной площадью охраняемых экосистем. Истощение биоразнообразия и деградация экосистем отмечено на 66% площади республики, особенно в зоне пустынь и степей, при распашке земель.

Красная книга Казахстана является основным документом, содержащим совокупность сведений о состоянии редких, сокращающихся в численности и находящихся под угрозой исчезновения видов животных на территории республики.

На территории Казахстана обитают 835 видов позвоночных животных, в т.ч. млекопитающих – 178, птиц – 489 (из них 396 гнездятся здесь, остальные прилетают на зиму или пролетают весной и осенью), пресмыкающихся 49, земноводных – 12, рыб 104.

В целом же, считается, что на территории Казахстана обитает порядка 50 тыс. видов беспозвоночных, в т.ч. не менее 30 тыс. видов насекомых, относящихся к 550 семействам и 28 отрядам, одних только жуков не менее 10 тыс. видов.

Постановлением Правительства РК от 31.10.2006 г. № 1034 утвержден перечень редких и находящихся под угрозой исчезновения видов животных: млекопитающихся – 40; птиц – 57; пресмыкающихся – 10; земноводных – 3; водных животных – 18; кольчатых червей – 2; моллюсков – 6; ракообразных -1; паукообразных -2; насекомых – 85.

В республике ведется большая работа по «Программе сохранения и восстановления редких и исчезающих видов диких животных», принятой Правительством РК от 25 марта 2005 г. (таблица 10.1). Благодаря таким работам в республике идет постепенное восстановление численности сайгаков, популяции которых был нанесен большой урон браконьерами начиная с 1992 г.

Таблице 10.1 - Динамика численности популяции сайгаков за период 2000-2006 гг.

Наименование популяции сайгаков	2000 г.	2001 г.	2002 г.	2003 г.	2004 г.	2005 г.	2006 г.	2007 г.
Бетпакдалинская	20	15	4	1,8	6,9	9,9	18,6	22,8
Устюртская	116	75	19,1	12,8	15,0	19,6	17,8	16,4
Уральская	17,5	12	6,9	6,5	8,8	10,1	12,9	15,6
Всего	153,5	102	30	21,2	30,7	39,6	49,3	54,8

Источник информации: Комитет лесного и охотничьего хозяйства МСХ РК

К ценным видам животных, являющихся объектами охоты и рыболовства относятся 34 вида млекопитающих, 50 видов водных животных и 59 птиц.

Во флоре Казахстана насчитывается 303 вида редких растений, подразделяющиеся на 3 категории:

- А. Виды, находящиеся под угрозой уничтожения – 20;

- Б. Виды редкие – 235;

- В. Виды, широко распространенные, но редкие в Казахстане – 48.

По систематическим группам к редким видам относятся голосемянные (2), папаротникообразные (3), мхи (3), грибы – 10, лишайники – 1, покрытосемянные – 284.

Тестовые вопросы

1. Что называется биологическим разнообразием ? A) все разнообразие форм и процессов в органическом мире B) все разнообразие форм и процессов на всех уровнях организации живого C) все разнообразие в органическом мире на всех уровнях организации живого D) все вместе взятое 2. Какие уровни организации живого Вы знаете? A) молекулярно-генетический B) популяционный C)видовой D) все вместе взятое 3. Какие функции биосферы обеспечивают биологическое разнообразие? A) производство органического вещества B) деструкция органического вещества; C) ход биогеохимических круговоротов веществ и потоков энергии. D) все вместе взятое 4. Что означает выражение В.И. Вернадского «Всюдность жизни»? A) наличие биологического разнообразия B) непрерывность живого покрова Земли C) функционирование разных типов экосистем в разных климатических зонах D) все вместе взятое 5. Сколько к настоящему времени описано и систематизировано видов живых организмов? A) 35 тыс B) 75 тыс. C) 1,25 млн. D) 1,75 млн

6. Сколько к настоящему времени видов живых организмов находится под угрозой исчезновения? A) 2,5 тыс B) 15 тыс. C) 25 млн. D) 75 млн 7. Сколько видов редких эндемичных и реликтовых видов, требующих охраны, насчитывается на территории Казахстана? более 400 видов растений и 300 видов позвоночных животных, значительная часть которых находится на грани исчезновения. A) 200 видов растений и 300 видов животных B) 400 видов растений и 300 видов животных  C) 600 видов растений и 300 видов животных  D) 800 видов растений и 300 видов животных 8. Сколько к настоящему времени описано и систематизировано видов живых организмов в РК? A) видов флоры 13000 B) видов фауны 800 C) беспозвоночных 50000 D) все вместе взятое 9. Как называется документ, куда заносятся находящиеся под угрозой уничтожения виды растений и животных? A) Акт B) Указ C) Красная книга D) Журнал переписи 10. Сколько видов животных включает в себя первое издание Красной книги? A) 248 видов и 48 подвидов млекопитающих, B) 287 видов птиц C) 36 видов земноводных, 119 видов пресмыкающихся D) все вместе взятое

Глоссарий

На русском языке	На казахском языке	На английском языке
Биологическое разнообразие	Биологиялық әртүрлілігі	Biological variety
Органический мир	Органикалық әлем	Organic world
Молекулярно-генетический уровень	Молекула-генетикалық деңгей	Molecular-genetic level
Организмы	Ағзалар	Organisms
Популяция	Популяция	Population
Виды	Түрлер	Types
Экосистема	Экожүйе	Ecosistem
Биологические виды	Биологиялық түрлер	Biological types
Живые организмы	Тірі ағзалар	Alive organisms
Исчезновение видов	Түрлердің жоғалуы	Disappearance type
Млекопитающие	Сүтқоректілер	Mammals
Местообитание	Өмір сүру аймағы	Habitat-
Защита животных	Жануарларды сақтау	Protection animal
Красная книга	Қызыл кітап	Red book

Темы СРС

1. Приведите примеры восстановления биоразнообразия отдельных видов на территории нашей страны (Л1, стр. 260-273).

2. Составьте свою «Красную книгу» – мировую или Вашей родины (Л1, стр.

274-276).

Темы СРСП

1. Составить таблицу факторов, влияющих на численность видов растений и животных на Земле .Л1, стр. 260-273.

2. Составьте таблицу критериев по которой можно определить самые ценные виды животных и растений, которые должны быть спасены в первую очередь (Л1, стр. 275-276).

Список основной литературы

1.Чебышев Н.В., Филиппова А.В. Основы экологии. – Москва, 2004 г.

2.Национальный доклад о состоянии окружающей среды в Республике Казахстан, МООС РК, Алматы, 2007 г.

3. В.Г.Игнатов, А.В.Кокин. Экология и экономика природопользования., Р-на-Д, 2003 г.

4. Л.И.Губарева, О.М.Мизирева, Т.М. Чурилова. Экология человека. М., 2005

5 Г.С.Оспанова, Г.Т.Бозшатаева. Экология. – Алматы, 2002

6. Под редакцией А.С.Степановских . Общая экология. М., 2001.

Лекция № 15. Устойчивое развитие. Экологическая безопасность РК

Биосфера является сложнейшей системой, состоящей из подсистем многих уровней организации.

Целью развития всех систем является повышение их стабильности, достижение устойчивого состояния, снижение неупорядоченности — энтропии.

Устойчивость систем обеспечивается слаженным функционированием их элементов. Это достигается множеством механизмов, главными из которых являются регулирующие действие отрицательной обратной связи и избыточность функциональных компонентов, которые при необходимости дублируют функции друг друга.

Все составляющие биосферу подсистемы играют в ней свои эволюционно определенные роли, занимают особые места в «экономике» природы. Сохранение биологического разнообразия на всех уровнях - непременное условие стабильного функционирования биосферы.

Эволюционная судьба всех подсистем, в том числе и биологических видов, зависит от их способности обеспечивать биосфере стабильное функционирование.

В настоящее время человеческая цивилизация, возникшая как элемент биосферы, стала противостоящей ей силой, действует как ее разрушитель. Число людей на Земле растет и повышает свое давление на биосферу. Это ведет к деградации природных экосистем, истощению ресурсов биосферы.

Биологический вид, не способствующий стабильности биосферы, разрушающий ее, не имеет эволюционной перспективы.

Сохранение человеческой цивилизации и биосферы в целом возможно только если человек сменит свою экспансию в биосфере, свои антагонистические отношения с ней на позитивные, позволяющие ей функционировать стабильно, поддерживать ее гомеостаз. Для этого человечеству необходимо сменить приоритеты, стратегию своего развития: стремиться не к дальнейшему повышению объемов промышленного производства для обеспечения своих потребностей, а обеспечить достойные XXI века условия жизни уже имеющемуся числу людей, сохранять природу, развивать природоохранные технологии, поддерживать стабильность биосферы.

Понятие качества жизни включает обеспечение не только материальных нужд людей, но и их духовных потребностей, физического здоровья, психического равновесия, благоприятной среды обитания.

Устойчивое развитие – это развитие, удовлетворяющее потребности людей, живущих в настоящее время, и не ставящее под угрозу будущие поколения.

Целью развития человеческой цивилизации должно быть сохранение биосферы – среды своего обитания. Благоприятная среда обитания - главное условие существования человека и всех биологических видов Земли.

В г. Орхус (Швеция) была принята Конвенция о доступе к информации об экологической ситуации в стране, участии общественности в процессе принятия решений и доступе к правосудию по вопросам, касающимся окружающей среды, Казахстан активно поддержал решение данной конвенции.

Мировое сообщество, в лице ООН, понимая необходимость объединения усилий по обеспечению устойчивого развития населения планеты, приняло «Декларацию тысячелетия», в которой также поставлены цели развития экологии, заключающиеся в обеспечении экологической устойчивости. Данную «Декларацию тысячелетия», принятую ООН, подписали 192 страны мира.

Экологическая безопасность РК

Экологическая безопасность РК и улучшение условий жизни граждан в значительной мере связаны с глубокими социально-экономическими преобразованиями, происходящими в стране, количественными и качественными изменениями воздействия  на окружающую среду основных отраслей экономики.

Принятие стратегических документов социально-экономического развития, активное участие Казахстана в международном сотрудничестве и необходимость сближения с требованиями международного стандарта ставят перед Казахстаном задачу глубокого анализа существующей системы охраны окружающей среды, пересмотра приоритетов экологической политики и задач обеспечения экологической безопасности. Наиболее актуальными остаются проблемы резкого потепления климата, сокращения озонового слоя, прогрессирующего опустынивания страны, сокращения биологического разнообразия, утилизации отходов производства и загрязнения воздушного бассейна.

Эти вопросы отмечены главными в Концепции экологической безопасности Республики Казахстан.

В Стратегию развития Казахстана 2030 в приоритете «Экология и природные ресурсы» поэтапно вошли решение вопросов создание эффективной системы управления природопользованием и охраной окружающей среды, создание основ для сбалансированного использования природных ресурсов и системы экологического просвещения граждан (1-ый этап-(1998-2000 гг.). 2-ой этап (после 2000 г.) должен максимально приблизить нас к устойчивому развитию биосферы. Основное содержание Стратегии развития Казахстана 2030 в приоритете «Экология и природные ресурсы» заключается в  достижении гармонизации взаимодействия общества и окружающей среды, создании экологически благоприятной среды обитания и сбалансированного использования природных ресурсов, экологическое просвещение

Экологическая безопасность включает в себя вопросы изучения социально-экономической и климатической характеристики РК, состояние и использование природных ресурсов, оценку особо охраняемых природных территорий, качественное состояние окружающей среды и здоровье человека, воздействию хозяйственной деятельности на окружающую среду, экологическую обстановку в областях, а также государственное регулирование природопользования и охрану окружающей среды.

Тестовые вопросы

1. Что называется «энтропией»? A) повышение стабильности развития экосистем B) устойчивое состояние экосистем C) снижение неупорядоченности экосистем D) все вместе взятое 2. Что называется «Устойчивым развитием»? A) это развитие, удовлетворяющее потребности людей, живущих в настоящее время B) это развитие, не ставящее под угрозу будущие поколения. C) это развитие, целью которого сохранение биосферы – среды своего обитания. D) все вместе взятое

3. Назовите непременное условие стабильного функционирования биосферы? A) сохранение биологического разнообразия на всех уровнях B) производство органического вещества C) глобальное потепление D) смена времен года 4. Что понимается под «Экологической безопасностью Республики Казахстан»? A) улучшение условий жизни граждан B) глубокие социально-экономические преобразования C) качество воздействия на окружающую среду основных отраслей экономики. D) все вместе взятое

Глоссарий

На русском языке	На казахском языке	На английском языке
Стабильность	Бірқалыптылық	Stability
Достижение устойчивого состояния	Қалыпты жағдайға жету	Achievement of steady state
Снижение неупорядоченности	Реттелмегендіктің кемуі	Reduction in disorder
Давление на биосферу.	Биосфераға жасалынатын қысым	Pressure on the biosphere
Защита организма	Ағзаның қорғанысы	Protection of an organism
Сохранение человеческой цивилизации	Адам өркениетін сақтау	Preservation of a human civilization
Развитие	Даму	Development
Благоприятная среда обитания	Қолайлы аумақ	Favorable inhabitancy
Устойчивое развитие	Қалыпты даму	Sustainable development

Темы СРС

1.Сохранение человеческой цивилизации (Л.2 ,стр. 323 – 324).

Темы СРСП

1.Устойчивое развитие для Казахстана (Л 2. стр. 323 –324).

Список основной литературы

1.Чебышев Н.В., Филиппова А.В. Основы экологии. – Москва, 2004 г.

2.Национальный доклад о состоянии окружающей среды в Республике Казахстан, МООС РК, Алматы, 2007 г.

3. В.Г.Игнатов, А.В.Кокин. Экология и экономика природопользования., Р-на-Д, 2003 г.

4. Л.И.Губарева, О.М.Мизирева, Т.М. Чурилова. Экология человека. М., 2005

5 Г.С.Оспанова, Г.Т.Бозшатаева. Экология. – Алматы, 2002

6. Под редакцией А.С.Степановских . Общая экология. М., 2001.

Гакипова А.Д.

СБОРНИК АКТИВНОГО РАЗДАТОЧНОГО МАТЕРИАЛА ПО ПРЕДМЕТУ «ЭКОЛОГИЯ» 2-ОЙ КУРС

Утверждено решением педагогического совета АКС при

Казахско-Американском университете, протокол № 9 от 15.05.08.

Подписано в печать

Формат 60х84  1.16 Бумага типографская. Ризограф

Усл. Печ.л.3 Уч. изд. л. 2.3. Тираж

Заказ №______

Издательский дом «Строительство и архитектура»

050043, г.Алматы, ул. Рыскулбекова, 28

PAGE   \* MERGEFORMAT 2

EMBED Word.Picture.8

Редуценты

деструкция  и минерализация

органического

вещества

онсументы

поток энергии

по этапам

пищевой цепи

Продуценты

синтез органического

вещества

Ни один вид и ни одна функциональная группа

не может выполнить все этапы биогеохимических круговоротов,

для этого нужно взаимодействие всех групп: