Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
1. Предмет и задачи экологии.
Предмет экологии — совокупность связей между организмом и средой. Экология — наука изучающая взаимодействия организмов с окружающей средой и друг с другом. Сюда относятся и все условия существования, как неорганические условия — климат, неорганическая пища, состав воды, почвы и т.д., так и органические — общие отношения организмов ко всем остальным организмам. Задачи теоретической экологии: (1) разработать стереотип устойчивости экосистемы (2) изучение механизмов адаптации к среде (3) регуляция численности популяций (4) изучение биологического разнообразия и механизмов его поддержания (5) исследование продуктивности процессов в экосистеме (6) исследование процессов, протекающих в биосфере, с целью поддержания ее устойчивости (7) моделирование состояния биосферы и экосистем с учетом глобальных биосферных процессов. Задачи прикладной экологии: (1) прогнозирование и оценка возможности отрицательных последствий для окружающей среду, проектирование и конструирование предприятий (2) оптимизация инженерных, технологических и проектно-конструкторских решений, исходя из минимального ущерба окружающей среде (3) улучшение качества окружающей среды (4) сохранение, воспроизводство и рациональное использование природных ресурсов (5) стратегическая задача — развитие теории взаимоотношения природы и общества на основе нового взгляда, рассматривающего человеческое общество как неотъемлемую часть биосферы.
3. Св-ва и функции живого вещества.
Живое вещество — вся совокупность живых организмов в биосфере, вне зависимости от их систематической принадлежности. Термин введён В. И. Вернадским.В состав живого вещества входят как органические (в химическом смысле), так и неорганические, или минеральные, вещества. Живое вещество развивается там, где может существовать жизнь, то есть на пересечении атмосферы, литосферы и гидросферы. В условиях, не благоприятных для существования, живое вещество переходит в состояние анабиоза.Специфика живого вещества заключается в следующем:Живое вещество биосферы характеризуется огромной свободной энергией. В неорганическом мире по количеству свободной энергии с живым веществом могут быть сопоставлены только недолговечные незастывшие лавовые потоки.Резкое отличие между живым и неживым веществом биосферы наблюдается в скорости протекания химических реакций: в живом веществе реакции идут в тысячи и миллионы раз быстрее.Отличительной особенностью живого вещества является то, что слагающие его индивидуальные химические соединения – белки, ферменты и пр. – устойчивы только в живых организмах .
Выделяют пять основных функций живого вещества:
Энергетическая. Заключается в поглощении солнечной энергии при фотосинтезе, а химической энергии – путем разложения энергонасыщенных веществ и передаче энергии по пищевой цепи разнородного живого вещества.
Концентрационная. Избирательное накопление в ходе жизнедеятельности определенных видов вещества. Выделяют два типа концентраций химических элементов живым веществом: а) массовое повышение концентраций элементов в среде, насыщенной этими элементами, например, серы и железа много в живом веществе в районах вулканизма; б) специфическую концентрацию того или иного элемента вне зависимости от среды.
Деструктивная. Заключается в минерализации необиогенного органического вещества, разложении неживого неорганического вещества, вовлечении образовавшихся веществ в биологический круговорот.
Средообразующая. Преобразование физико-химических параметров среды (главным образом за счет необиогенного вещества).
Транспортная. Пищевые взаимодействия живого вещества приводят к перемещению огромных масс химических элементов и веществ против сил тяжести и в горизонтальном направлении.
5. Типы и формы взаимоотношений организмов в биоценозах.
Любой биоценоз представляет собой совокупность огромного числа организмов, различных по морфологической природе, типу питания, биологическим особенностям. Однако все многообразие организмов можно свести к трем группам по их функциональной значимости.
Продуценты (от лат. producens — производящий) — организмы, создающие из неорганических органические вещества. Это автотрофы по типу питания, то есть зеленые растения, способные к фотосинтезу. Используя солнечную энергию, они синтезируют органическое вещество, которое частично используется ими же как пища, строительный материал. Значительная часть его в виде опада (листья, ветви) отмирает, попадает в почву, перегнивает и вновь в виде простых минеральных веществ используется растениями. К автотрофам относятся также фото- и хемосинтезирующие бактерии.
Консументы (от лат. consume — потребляю), или потребители, — это животные, гетеротрофы по типу питания. В эту группу входят организмы самых разных систематических таксонов. Различают консументы первичные — растительноядные животные (коровы, овцы, олени, лоси) — и вторичные — плотоядные животные (волк, лев, тигр). Потребляя органическое вещество, первичные консументы используют его энергию для своей жизнедеятельности, выбрасывая остатки, способствуют вовлечению его в круговорот. Они же являются пищей для вторичных консументов. Таким образом, консументы реализуют часть энергии, законсервированной продуцентами, однако количество этой энергии в природных условиях невелико: едва ли десятая часть энергии, усвояемой продуцентами, используется консументами.
Редуценты (от лат. reducens — восстановители, деструкторы) — это микроорганизмы, почвенные грибы, которые, разлагая мертвое органическое вещество, переводят его в более простые неорганические соединения и вовлекают в круговорот. Благодаря именно этим организмам вещество, создаваемое продуцентами, и трупные остатки подвергаются переработке, минерализации. Чтобы представить огромную работу, которую проделывают эти организмы, достаточно вспомнить, какое количество листвы ежегодно опадает с деревьев, и которой уже не найти в июле—августе следующего года. Весь годовой опад полностью разрушается редуцентами к моменту опадения новой листвы.
Все три группы организмов одинаково важны для полноценной жизнедеятельности биоценозов, и в природе между ними осуществляется постоянное взаимодействие. Тем не менее следует отметить, что без продуцентов не было бы ни консументов, ни редуцентов. Только продуценты связывают солнечную энергию, которая и является основой существования всего живого.
Населяя ограниченное пространство, живые организмы вступают во взаимоотношения как с организмами своего вида, так и с организмами иных видов. Эти взаимосвязи иногда способствуют процветанию вида, популяции, но могут и отрицательно сказываться на жизнедеятельности особей и сообществ. Однако все связи обеспечивают функционирование биоценоза как единой системы, обладающей механизмом саморегуляции.
Среди биотических взаимоотношений организмов первоочередное значение закономерно принадлежит трофическим, или пищевым связям, поскольку пища является необходимым условием существования живых организмов. При этом один организм может поедать другой, питаться его отмершими остатками или продуктами жизнедеятельности. Стрижи, ловящие налету насекомых, пчелы, собирающие нектар с цветков, волк, убивающий овцу, вступают в прямую трофическую связь с особями, предоставляющими им пищу. Такие связи называют прямыми. Если же два хищника конкурируют из-за жертвы, то между ними возникает косвенная трофическая связь. Трофические связи лежат и в основе взаимоотношений листогрызущих вредителей с древесными растениями, стволовых вредителей (лубоеды, заболонники, златки, усачи) с деревьями. А вот между листогрызущими и стволовыми вредителями возникает вторичная трофическая связь, так как последние заселяют ослабленные деревья только после объедания листвы листогрызущими.
Кроме пищевых в сообществах возникают топические, или пространственные, связи, результатом которых по выражению В.Н.Беклемишева (1890— 1962) является «кондиционирование» среды, то есть создание одним организмом определенных физических или химических условий для другого. Например, в лесу деревья верхнего яруса значительно улучшают условия обитания для подроста и подлеска: внизу повышается влажность воздуха, уменьшается амплитуда суточных температурных колебаний, гасится движение воздуха и т.д. Ведь не поселяется подрост на лугах, примыкающих к лесу, а произрастает только под покровом материнского полога. Лишайники, поселяясь на стволах деревьев, используют их как место обитания. Топические отношения могут быть положительными и отрицательными, поскольку особи одного вида определяют или исключают возможность существования в биоценозе особей других видов.
Форические связи способствуют распространению одного вида другим. Семена, заключенные в съедобных плодах, не повреждаются ферментами в кишечном тракте животных, а жизнеспособными выбрасываются с экскрементами. Распространению организмов содействует и способность некоторых животных запасать пищу. Белки, сойки, кедровки, запасая орешки и семена на зиму, часто о них забывают и в местах хранения семена прорастают весной. Форические связи характерны и для отношений между животными, например, многие насекомые переносят клещей.
Фабрические связи возникают между организмами в случаях, когда особи одного вида используют для своих сооружений выделения или мертвые части других особей. Птицы используют для строительства гнезд веточки деревьев, шерсть млекопитающих, пух и перья птиц. Так, аисты, устраивая свое гнездо на телеграфных столбах из веток, вступают в фабрические отношения с деревьями.
Один и тот же организм в природных условиях постоянно находится в множественных связях с другими. Дятел, добывая личинки жуков из-под коры деревьев, вступает с насекомыми в прямые трофические, а с деревом — в косвенные трофические связи; с деревьями, в которых он строит дупло, в топические связи. Грач, строя гнездо на березе из веточек ивы, вступает с ивой в фабрические взаимоотношения, а с березой — в топические.
Система связей в природе очень сложна и для ее классификации применяют разные критерии. В зависимости от того, какую пользу извлекают партнеры от взаимоотношений, выделяют шесть типов связей.
Взаимополезные — когда оба партнера из обоюдной связи извлекают пользу в виде пищи, места поселения, защиты от врагов. Например, поселившись на корнях бобовых, клубеньковые бактерии обеспечивают растения доступным для усвоения азотом, а сами получают от растений органические вещества для своей жизнедеятельности. Подобные отношения складываются и у человека с кишечной палочкой. Поселяясь в кишечнике, эти бактерии получают питательные вещества, а человек использует витамин К, синтезируемый ими. Взаимополезные отношения проявляются в форме симбиоза (от греч. symbiosis — совместная жизнь) — совместного существования разноименных организмов, составляющих симбионтную систему. Основой для возникновения симбиоза могут быть трофические (питание одного из партнеров за счет другого неиспользованными остатками пищи, продуктами пищеварения или его тканями), пространственные (поселение на поверхности или внутри тела другого организма, совместное использование норок, раковин) и другие типы связей.
Примером симбиоза может служить микориза — сожительство грибов с высшими растениями. Гифы гриба внедряются между клетками корня в зоне всасывания и заменяют корневые волоски, которые при этом не развиваются. Так как гифы длиннее, дольше живут и охватывают больший объем почвы, чем корневые волоски, то снабжение водой растения улучшается. Гриб же от растения получает органические вещества для построения своего тела. В природе практически нет грибов и растений, которые бы не формировали микоризы. Вот почему в теплицах выращивают только шампиньоны и вешенку, так как они используют органические вещества отмерших особей. Образование микоризы происходит только между определенными видами гриба и растения. Поэтому не случайно подосиновики растут в осиновых лесах, подберезовики—в березняке, белый гриб — в сосняках и дубравах. К этому типу отношений относится и образование клубеньковых бактерий на корнях некоторых растений, особенно бобовых. Бактерии усваивают свободный азот воздуха, недоступный для растений, и переводят его в формы, доступные для усвоения. Сами же, как и грибы, получают от растений органические вещества.
Еще одна форма симбиоза, характеризующаяся тесными (когда один организм не может существовать без другого), взаимовыгодными отношениями партнеров, — мутуализм (от лат. mutuus — взаимный). Наиболее яркий пример мутуализма — взаимозависимость термитов и живущих у них в кишечнике жгутиконосцев.
Термиты известны своей способностью питаться древесиной, несмотря на отсутствие у них ферментов, гидролизующих целлюлозу. Это делают за них жгутиковые. Образующийся сахар используется термитами. Термиты не могут существовать без этой кишечной фауны.
2. Взаимовредные отношения наблюдаются в тех случаях, когда партнерство приносит вред обеим особям. Например, если два близкорасположенных дерева одного вида (две сосны) имеют одинаковую высоту и расположенные на одном уровне корни, между ними развивается острая конкуренция за свет, воду, элементы минерального питания. Наиболее четко выражены эти взаимоотношения в форме агрессии, когда организмы одного вида (или разных) вступают в обостренную открытую борьбу.
Различают межвидовую и внутривидовую конкуренцию. Внутривидовая конкуренция (между особями одного вида) за сырьевые ресурсы, территорию, убежища и прочие средства к существованию протекает более обостренно, так как особи одного вида характеризуются одинаковыми требованиями к условиям обитания. Проанализируем ту же ситуацию: на расстоянии одного метра произрастают два дерева сосны, а несколько дальше на таком же расстоянии друг от друга расположены дерево сосны и куст желтой акации. И корни, и кроны сосен расположены на одном уровне, поэтому конкуренция между ними за свет, воду и элементы минерального питания будет острее, чем у сосны и желтой акации. Из этого следуют важные практические выводы:при создании агроценозов необходимо соблюдать оптимальную густоту посевов, чтобы уменьшить конкуренцию среди растений. Загущенные посевы не дадут высокого урожая;при создании искусственных насаждений (восстановлении лесов) необходимо высаживать на освободившуюся площадь не одну породу, например сосну, а смешивать ее с другими, которые не являются конкурентами, то есть чередовать ряды сосны с рядами кустарников.
3. Взаимонейтральные взаимоотношения проявляются между организмами, если партнеры не оказывают ни вредного, ни полезного влияния друг на друга. Часто партнеры не вступают в прямой контакт. В луговом биоценозе обитают кузнечики и дождевые черви, которые друг на друга прямого влияния не оказывают. Однако чем интенсивнее деятельность дождевых червей, тем благоприятнее условия для растений, тем больше убежищ и кормовых ресурсов для кузнечиков.
4. Полезно-вредные взаимоотношения развиваются в том случае, если в результате деятельности двух партнеров один получает пользу, а второй — вред. Эти отношения складываются между хищником и жертвой, паразитом и хозяином; в основе их лежат пищевые связи. Травоядные животные поедают растения, безусловно, нанося им вред. Паразитические грибы (мучнистая роса, головня, ржавчина), поселяясь на растениях, получают от них пищу и воду, а растения в результате замедляют рост и даже погибают. Такие взаимоотношения имеют широкое распространение в природе.
Хищничество — способ добывания пищи и питания животных (редко растений), при котором одни особи ловят, умерщвляют и поедают других. Иногда под хищничеством понимают всякое поедание одних организмов другими, то есть такое отношение двух любых групп организмов, при котором одна использует другую в пищу (например, животные фитофаги и их кормовые растения, паразиты и их хозяева).
Второй формой полезно-вредных взаимоотношений является паразитизм (от греч. parasites — нахлебник), когда один из организмов (паразит) использует другого (хозяина) в качестве среды обитания или источника пищи, возлагая на него регуляцию своих отношений с внешней средой. Паразитизм известен на всех уровнях организации живого, начиная с вирусов и бактерий и кончая высшими растениями и многоклеточными животными. Степень специализации (приспособление и приуроченность к различным органам и тканям) и специфичность (определенный вид хозяина) паразитов могут быть различными. Выделяют «квартирантов», которые, поселившись в жилище более крупного организма или вблизи него, со временем переходят на тело хозяина, а затем и внутрь и переключаются на питание за счет его пищи или соков; случайно проникающих, которые попадают в организм крупного животного с пищей и приспосабливаются к новым условиям; эктопаразитов, обитающих на поверхности тела хозяина; эндопаразитов, живущих внутри тела хозяина.
Кроме того, различают постоянных паразитов, приуроченных к одному хозяину (вши, пухоеды, чесоточные зудни и др.), и периодических — развитие которых протекает со сменой хозяев (многие ленточные черви, сосальщики). Паразиты бывают и факультативными. Для них паразитизм не обязателен. Так, миноги могут либо паразитировать на крупных рыбах, либо вести хищнический образ жизни, поедая мелких животных.
Паразиты принимают участие в регуляции численности популяций хозяев. На этом основаны многие биологические методы борьбы с вредителями и болезнями. Например, бактерии, вызывающие гибель очень опасного вредителя хвойных лесов — сибирского шелкопряда, вносятся в воду, которой опрыскивают пораженные участки леса. Развиваясь в личинках, бактерии вызывают их гибель через два-три дня.
5. Полезно-нейтральные отношения наблюдаются между особями разных видов, когда один партнер извлекает из связей пользу, а второй не имеет ни пользы, ни вреда. Так, лишайники, поселяясь на стволах деревьев, используют их в качестве субстрата, не забирая у них ни воды, ни питательных веществ. Дерево не испытывает от таких отношений ни пользы, ни вреда. Вариант сожительства организмов разных видов, при котором один организм живет за счет другого, не причиняя ему какого-либо вреда, называют комменсализмом (от фр. commensal — сотрапезник).
Основой для комменсальных отношений могут быть общее пространство, субстрат, кров, передвижение или чаще всего — пища. Присутствие комменсала для хозяина остается обычно безразличным. Коменсализм встречается в природе реже, чем паразитизм или другие формы симбиоза. Примером могут служить отношения львов и гиен. Последние (сотрапезники, нахлебники) потребляют остатки пищи хищников.
На предоставлении крова комменсалу основано и «квартиранство». Известно, что под зонтиками медуз, снабженных стрекательными клетками, прячется от хищников молодь многих рыб. Многие членистоногие используют птичьи гнезда, норы и ходы животных, обитающих в почве для поселения.
6. Вредно-нейтральные взаимоотношения формируются между партнерами, когда один испытывает отрицательное влияние другого, а второй не испытывает никакого влияния. Если в лесу довольно близко расположены сосна и береза, то тонкие ветви березы под действием ветра отсекают ветки сосны (происходит схлестывание сосны), и крона ее становится однобокой. Крона же березы от этого не страдает.
Безусловно, четко разграничить разные типы и формы взаимоотношений в природе довольно трудно, так как между партнерами обычно складываются разнообразные отношения. На примере сосны и березы мы иллюстрировали вредно-нейтральный тип взаимосвязей. Однако оба этих дерева светолюбивы, корневые системы их расположены на одной глубине, поэтому между ними развиваются и конкурентные отношения.
В отличие от абиотических действие биотических факторов проявляется во взаимном влиянии организмов разных видов в самых различных формах. Отношения живых организмов являются одним из главных элементов механизма саморегуляции любого биоценоза. С их помощью биоценоз формируется как единая система. Комменсализм способствует более тесному совместному существованию организмов, более полному освоению ими среды и использованию ресурсов. Отношения типа «хищник— жертва» и «паразит— хозяин» обеспечивают динамичное равновесие между отдельными группами живых организмов. Хищник поддерживает численность популяции жертвы на определенном количественном уровне, устанавливая тем самым и уровень своей численности, ограничивающейся пищевыми ресурсами. Преследуя жертву, хищник заставляет ее занимать новые ниши, расширять свой ареал. В этом проявляется экологическое значение биотических взаимоотношений.ы организмов и их взаимоотношения в биоценозах.
6. Экологические факторы среды. Абиотические факторы.
Экологические факторы — любой элемент среды, способный оказывать прямое или косвенное воздействия на живые организмы, хотя бы на протяжении одной из фаз их индивидуального развития. Среда — часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них прямое влияние или косвенное воздействие — воздух, вода, почва (гумус — плодородный слой, содержащий остатки живых организмов — слагается из детрита, т.е. мертвого органического вещества). Детрит разлагается от нескольких до миллионов лет. ДЕТРИТ — опад листьев (разлагается 2-3 года), стволы деревьев (10-15 лет), гумус (сотни лет), сапропель (морские остатки), торф (тысячи лет), нефть (миллионы лет). Условия жизни — совокупность необходимых для организмов элементов среды, с котороми они находятся в неразрывном единстве и без которых существовать не могут. Абиотические факторы — факторы неживой природы. Экологические факторы — абиотические (климатические, почвенные, факторы водной среды, факторы рельефа (топографические, ораграфические), огонь (пожары)), факторы питания, биотические факторы (живой природы) — фитогенные (растения), зоогенные, микробогенные. Абиотические факторы экосистем. Абиотические факторы — физ и хим факторы среды: физические — климатические(свет, температура, влажность, ветер), почвенные, факторы водной среды; химические — состав, рН, солёность.
Климат — многолетний статистический режим погоды, характерный для данной местности в силу её географического положения.
Основные процессы формирования климатических условий на Земле создаются в результате взаимосвязанных циклов геофизических процессов глобального масштаба:
1)Теплооборот.
Теплооборот слагается из потока к Земле солнечной радиации, лучистая энергия к-рой при поглощении в атмосфере и отражении от земной поверхности переходит в теплоту.
2)Влагооборот.
Испарение воды в атмосферу с водоемов и суши и транспирация растений.
3) Общая циркуляция атмосферы.
Общая циркуляция атмосферы создает режим ветров.
7. Биотические факторы. Внутривидовые и межвидовые взаимоотношения между организмами.
Биотические факторы — воздействие живых организмов — это различные формы взаимодействия между особями и популяциями. (1) внутривидовая конкуренция — главный абиатический фактор для вида — борьба за существование, чем больше совпадают потребности, тем сильнее борьба. (2) прямая конкуренция — животные дерутся между собой до смерти. У растений — алмопатия — выделение токсинов. (3) косвенная конкуренция — опосредованная, т.е. не напрямую. ВНУТРИвидовые ВЗАИМОотношения: Таблица: (взаимоотношения, вид А, вид В); (1. борьба за существование или межвидовая конкуренция, --, --); (2. взаимополезные. протокооперация — сотрудничество. нутуализм — обязательные взаим.. симбиоз — очень тесное сотрудничество, +, +); (3. нейтрализм — практически не встречается, 0, 0); (4. комменцализация, +, 0); (5. аменсализм — травы растут под тенью дерева, 0, --); (6. хищничество. паразитизм, +, --)
9.
10. Роль человеческого фактора в развитии биосферы
Центральной темой учения о ноосфере является единство биосферы и человечества. Вернадский в своих работах раскрывает корни этого единства, значение организованности биосферы в развитии человечества. Это позволяет понять место и роль исторического развития человечества в эволюции биосферы, закономерности ее перехода в ноосферу.
Одной из ключевых идей, лежащих в основе теории Вернадского о ноосфере, является то, что человек не является самодостаточным живым существом, живущим отдельно по своим законам, он сосуществует внутри природы и является частью ее. Это единство обусловлено прежде всего функциональной неразрывностью окружающей среды и человека, которую пытался показать Вернадский как биогеохимик. Человечество само по себе есть природное явление и естественно, что влияние биосферы сказывается не только на среде жизни но и на образе мысли.
Но не только природа оказывает влияние на человека, существует и обратная связь. Причем она не поверхностная, отражающая физическое влияние человека на окружающую среду, она гораздо глубже. Это доказывает тот факт, что в последнее время заметно активизировались планетарные геологические силы. “...мы все больше и ярче видим в действии окружающие нас геологические силы. Это совпало, едва ли случайно, с проникновением в научное сознание убеждения о геологическом значении Homo sapiens, с выявлением нового состояния биосферы — ноосферы — и является одной из форм ее выражения. Оно связано, конечно, прежде всего с уточнением естественной научной работы и мысли в пределах биосферы, где живое вещество играет основную роль” . Так, в последнее время резко меняется отражение живых существ на окружающей природе. Благодаря этому процесс эволюции переносится в область минералов. Резко меняются почвы, воды и воздух. То есть эволюция видов сама превратилась в геологический процесс, так как в процессе эволюции появилась новая геологическая сила. Вернадский писал: “Эволюция видов переходит в эволюцию биосферы” .
Здесь естественно напрашивается вывод о том, что геологической силой является собственно вовсе не Homo Sapiens, а его разум, научная мысль социального человечества. В “Философских мыслях натуралиста” Вернадский писал: “Мы как раз переживаем ее яркое вхождение в геологическую историю планеты. В последние тысячелетия наблюдается интенсивный рост влияния одного видового живого вещества — цивилизованного человечества — на изменение биосферы. Под влиянием научной мысли и человеческого труда биосфера переходит в новое состояние — в ноосферу” .
Мы являемся наблюдателями и исполнителями глубокого изменения биосферы. Причем перестройка окружающей среды научной человеческой мыслью посредством организованного труда вряд ли является стихийным процессом. Корни этого лежат в самой природе и были заложены еще миллионы лет назад в ходе естественного процесса эволюции. “Человек... составляет неизбежное проявление большого природного процесса, закономерно длящегося в течение, по крайней мере, двух миллиардов лет” .
Отсюда, кстати, можно заключить что высказывания о самоистреблении человечества, о крушении цивилизации не имеют под собой веских оснований. Было бы по меньшей мере странно, если бы научная мысль – порождение естественного геологического процесса противоречила бы самому процессу. Мы стоим на пороге революционных изменений в окружающей среде: биосфера посредством переработки научной мыслью переходит в новое эволюционное состояние – ноосферу.
Заселяя все уголки нашей планеты, опираясь на государственно организованную научную мысль и на ее порождение, технику, человек создал в биосфере новую биогенную силу, поддерживающую размножение и дальнейшее заселение различных частей биосферы. Причем вместе с расширением области жительства, человечество начинает представлять себя все более сплоченную массу, так как развивающие средства связи – средства передачи мысли окутывают весь Земной шар. “Этот процесс – полного заселения биосферы человеком – обусловлен ходом истории научной мысли, неразрывно связан со скоростью сношений, с успехами техники передвижения, с возможностью мгновенной передачи мысли, ее одновременного обсуждения всюду на планете” .
При этом человек впервые реально понял, что он житель планеты и может и должен мыслить и действовать в новом аспекте, не только в аспекте отдельной личности, семьи или рода, государств или их союзов, но и в планетном аспекте. Он, как и все живое, может мыслить и действовать в планетном аспекте только в области жизни — в биосфере, в определенной земной оболочке, с которой он неразрывно, закономерно связан и уйти из которой он не может. Его существование есть ее функция. Он несет ее с собой всюду. И он ее неизбежно, закономерно, непрерывно изменяет. Похоже, что впервые мы находимся в условиях единого геологического исторического процесса, охватившего одновременно всю планету. XX век характерен тем, что любые происходящее на планете событие связываются в единое целое. И с каждым днем социальная, научная и культурная связанность человечества только усиливается и углубляется. “Увеличение вселенскости, спаянности всех человеческих обществ непрерывно растет и становится заметным в немногие годы чуть не ежегодно” .
Результат всех вышеперечисленных изменений в биосфере планеты дал повод французскому геологу Тейяр де Шардену заключить, что биосфера в настоящий момент быстро геологически переходит в новое состояние – в ноосферу, то есть такое состояние в котором человеческий разум и направляемая им работа представляют собой новую мощную геологическую силу. Это совпало, видимо не случайно, с тем моментом когда человек заселил всю планету, все человечество экономически объединилось в единое целое и научная мысль всего человечества слилась воедино, благодаря успехам в технике связи. Таким образом:
Человек, как он наблюдается в природе, как и все живые организмы, как всякое живое вещество, есть определенная функция биосферы, в определенном ее пространстве-времени;
Человек во всех его проявлениях представляет собой часть биосферы;
Прорыв научной мысли подготовлен всем прошлым биосферы и имеет эволюционные корни. Ноосфера – это биосфера, переработанная научной мыслью, подготавливающейся всем прошлым планеты, а не кратковременное и переходящее геологическое явление.
Вернадский неоднократно отмечал, что “цивилизация “культурного человечества” — поскольку она является формой организации новой геологической силы, создавшейся в биосфере,— не может прерваться и уничтожиться, так как это есть большое природное явление, отвечающее исторически, вернее, геологически сложившейся организованности биосферы. Образуя ноосферу, она всеми корнями связывается с этой земной оболочкой, чего раньше в истории человечества в сколько-нибудь сравнимой мере не было” .
Многое из того, о чем писал Вернадский, становится достоянием сегодняшнего дня. Современны и понятны нам его мысли о целостности, неделимости цивилизации, о единстве биосферы и человечества. Переломный момент в истории человечества, о чем сегодня говорят ученые, политики, публицисты, был увиден Вернадским.
Вернадский видел неизбежность ноосферы, подготавливаемой как эволюцией биосферы, так и историческим развитием человечества. С точки зрения ноосферного подхода по-иному видятся и современные болевые точки развития мировой цивилизации. Варварское отношение к биосфере, угроза мировой экологической катастрофы, производство средств массового уничтожения — все это должно иметь преходящее значение. Вопрос о коренном повороте к истокам жизни, к организованности биосферы в современных условиях должен звучать как набат, призыв к тому, чтобы мыслить и действовать, в биосферном – планетном аспекте.
11. Экологические законы жизни
Одним из главных достижений экологии стало открытие, что развиваются не только организмы и виды, но и экосистемы. Последовательность сообществ, сменяющих друг друга в данном районе, называется сукцессией. Сукцессия происходит в результате изменения физической среды под действием сообщества, т.е. контролируется им.
Высокая продуктивность дает низкую надежность — еще одна формулировка основного закона экологии, из которой вытекает следующее правило: «Оптимальная эффективность всегда меньше максимальной». Разнообразие в соответствии с основным законом экологии непосредственно связано с устойчивостью. Однако пока неизвестно, до какой степени эта связь является причинно-следственной.
Некоторые другие важные для экологии законы и принципы.
Закон эмерджентности: целое всегда имеет особые свойства, отсутствующие у его части.
Закон необходимого разнообразия: система не может состоять из абсолютно идентичных элементов, но может иметь иерархическую организацию и интегративные уровни.
Закон необратимости эволюции: организм (популяция, вид) не может вернуться к прежнему состоянию, осуществленному в ряду его предков.
Закон усложнения организации: историческое развитие живых организмов приводит к усложнению их организации путем дифференциации органов и функций.
Биогенетический закон (Э. Геккель): онтогенез организма есть краткое повторение филогенеза данного вида, т.е. индивид в своем развитии повторяет сокращенно историческое развитие своего вида.
Закон неравномерности развития частей системы: системы одного уровня иерархии развиваются не строго синхронно, в то время как одни достигают более высокой стадии развития, другие остаются в менее развитом состоянии. Этот закон непосредственно связан с законом необходимого разнообразия.
Закон сохранения жизни: жизнь может существовать только в процессе движения через живое тело потока веществ, энергии, информации.
Принцип сохранения упорядоченности (Я. Пригожий): в открытых системах энтропия не возрастает, а уменьшается до тех пор, пока не достигается минимальная постоянная величина, всегда больше нуля.
Принцип Ле Шателье-Брауна: при внешнем воздействии, выводящем систему из состояния устойчивого равновесия, это равновесие смещается в том направлении, при котором эффект внешнего воздействия ослабляется.
Принцип экономии энергии (Л. Онсагер): при вероятности развития процесса в некотором множестве направлений, допускаемых началами термодинамики, реализуется то, которое обеспечивает минимум рассеивания энергии.
Закон максимизации энергии и информации: наилучшими шансами на самосохранение обладает система, в наибольшей степени способствующая поступлению, выработке и эффективному использованию энергии и информации; максимальное поступление вещества не гарантирует системе успеха в конкурентной борьбе.
Закон развития системы за счет окружающей среды: любая система может развиваться только за счет использования материально-энергетических и информационных возможностей окружающей ее среды; абсолютно изолированное саморазвитие невозможно.
Правило Шредингера «о питании» организма отрицательной энтропией: упорядоченность организма выше окружающей среды, и организм отдает в эту среду больше неупорядоченности, чем получает. Это правило соотносится с принципом сохранения упорядоченности Пригожина.
Правило ускорения эволюции: с ростом сложности организации биосистем продолжительность существования вида в среднем сокращается, а темпы эволюции возрастают. Средняя продолжительность существования вида птиц — 2 млн лет, вида млекопитающих — 800 тыс. лет. Число вымерших видов птиц и млекопитающих в сравнении со всем их числом велико.
Закон относительной независимости адаптации: высокая адаптивность к одному из экологических факторов не дает такой же степени приспособления к другим условиям жизни (наоборот, она может ограничивать эти возможности в силу физиолого-морфологических особенностей организмов).
Принцип минимального размера популяций: существует минимальный размер популяции, ниже которого ее численность не может опускаться.
Правило представительства рода одним видом: в однородных условиях и на ограниченной территории таксономический род, как правило, представлен только одним видом. По-видимому, это связано с близостью экологических ниш видов одного рода.
Закон обеднения живого вещества в островных его сгущениях (Г.Ф. Хильми): «Индивидуальная система, работающая в среде с уровнем организации более низким, чем уровень самой системы, обречена: постепенно теряя структуру, система через некоторое время растворится в окружающей среде». Из этого следует важный вывод для человеческой природоохранной деятельности: искусственное сохранение экосистем малого размера (на ограниченной территории, например, заповедника) ведет к их постепенной деструкции и не обеспечивает сохранения видов и сообществ.
Закон пирамиды энергий (Р. Линдеман): с одного трофического уровня экологической пирамиды переходит на другой, более высокий уровень в среднем около 10% поступившей на предыдущий уровень энергии. Обратный поток с более высоких на более низкие уровни намного слабее — не более 0,5-0,25%, и потому говорить о круговороте энергии в биоценозе не приходится.
Правило обязательности заполнения экологических ниш: пустующая экологическая ниша всегда и обязательно бывает естественно заполнена («природа не терпит пустоты»).
Принцип формирования экосистемы: длительное существование организмов возможно лишь в рамках экологических систем, где их компоненты и элементы дополняют друг друга и взаимно приспособлены. Из этих экологических законов и принципов следуют некоторые выводы, справедливые для системы «человек — природная среда». Они относятся к типу закона ограничения разнообразия, т.е. накладывают ограничения на деятельность человека по преобразованию природы.
Закон бумеранга: все, что извлечено из биосферы человеческим трудом, должно быть возвращено ей.
Закон незаменимости биосферы: биосферу нельзя заменить искусственной средой, как, скажем, нельзя создать новые виды жизни. Человек не может построить вечный двигатель, в то время как биосфера и есть практически «вечный» двигатель.
Закон шагреневой кожи: глобальный исходный природно-ресурсный потенциал в ходе исторического развития непрерывно истощается. Это следует из того, что никаких принципиально новых ресурсов, которые могли бы появиться, в настоящее время нет. Для жизни каждого человека в год необходимо 200 т твердых веществ, которые он с помощью 800 т воды и в среднем 1000 Вт энергии превращает в полезный для себя продукт. Все это человек берет из уже имеющегося в природе.
Принцип удаленности события: потомки что-нибудь придумают для предотвращения возможных отрицательных последствий. Вопрос о том, насколько законы экологии можно переносить на взаимоотношения человека с окружающей средой, остается открытым, так как человек отличается от всех других видов. Например, у большинства видов скорость роста популяции уменьшается с увеличением ее плотности; у человека, наоборот, рост населения в этом случае ускоряется. Некоторые регулирующие механизмы природы отсутствуют у человека, и это может служить дополнительным поводом для технологического оптимизма у одних, а для экологических пессимистов свидетельствовать об опасности такой катастрофы, которая невозможна ни для одного иного вида.
13. Трофические связи в биоценозе.
Энергия солнца усваивается растениями и за счет этого живут другие организмы. Трофическая цепь (цепь питания) — это цепь последовательной передачи вещества и эквивалентной ему энергии от одних организмов к другим. Звенья расположены на различных уровнях — консументы (производители органических веществ), консументы (потребители) и редуценты (используют мертвое органическое вещество, разлагая его до неорганического). ПРИМЕРЫ цепей питания: трава-лиса, детритные цепи — опавшие листья-насекомые-птицы, сельскохозяйственная цепь — трава-корова-человек, в водоеме — фитопланктон-зоопланктон-плотва-щука
ПОТОК ЭНЕРГИИ В ЭКОСИСТЕМЕ: Трофическая цепь является энергетической цепью. Любое количество органического вещества эквивалентно количеству энергии. Эту энергию извлекают, разрывая энергетические связи вещества. Поток вещества — это перемещение вещества в форме химических элементов или их соединений от продуцентов к редуцентам или без них. Поток энергии — это переход энергии в виде химической связи по цепям питания от одного трофического уровня к другому. Энергия может быть использована 1 раз. Скорость потока энергии — это количество энергии, перемещающаяся с одного трофического уровня на другой в единицу времени. Пищевая цепь -—это основной канал переноса энергии в пищевых системах. Биомассы на Земле: 90% - фитофаги, 55% - фитомасса тропических лесов, 5% - зоомасса.
15. стратегия выживания популяций
Эволюционно в популяциях сложился комплекс свойств, направленных на повышение выживаемости – экологическая стратегия выживания. Все разнообразие экологических стратегий заключено между двумя типами эволюционного отбора:
1) r-стратегией – особи в популяции размножаются быстро (высокая плодовитость, быстрая смена поколений), они менее конкурентоспособны, скорость размножения не зависит от плотности популяции (J-образная кривая), расселяются широко и быстро, малые размеры особей, малая продолжительность жизни (бактерии, тли, однолетние растения) (см. рис. 3.1);
2) К-стратегией – популяция состоит из медленно размножающихся, но более конкурентоспособных особей, скорость роста популяции зависит от ее плотности (S-образная кривая), расселяются медленно, населяют стабильные местообитания, имеют крупные размеры и большую продолжительность жизни (человекообразные приматы, деревья) (см. рис. 3.1).
Ни один из видов не подвержен только r- или только К-отбору. Между этими крайними стратегиями существует множество переходных форм. Популяции, как и другие живые системы, способны к гомеостазу, т.е. поддержанию динамического постоянства численности под воздействием ряда факторов среды, и также поддерживают его за счет саморегуляции своей численности.
Некоторые механизмы этой саморегуляции:
- при возрастании численности популяции возрастает частота контактов между особями, что вызывает у них стрессовое состояние, снижающее рождаемость и повышающее смертность;
- при возрастании плотности усиливается эмиграция в новые места обитания, на периферию ареала, где смертность увеличивается;
- происходит замена r-стратегии на К-стратегию, то есть быстро размножающиеся особи заменяются медленно размножающимися.
Гомеоста́з (др.-греч. ὁμοιοστάσις от ὅμοιος — одинаковый, подобный и στάσις — стояние, неподвижность) — саморегуляция, способность открытой системы сохранять постоянство своего внутреннего состояния посредством скоординированных реакций, направленных на поддержание динамического равновесия. Стремление системы воспроизводить себя, восстанавливать утраченное равновесие, преодолевать сопротивление внешней среды.
Гомеостаз популяции — способность популяции поддерживать определённую численность своих особей длительное время.
16. Круговорот веществ в биосфере. Большой и малый круговорот.
Под круговоротом в биосфере понимают повторяющиеся процессы превращений и пространственных перемещений веществ, имеющие определенное поступательное движение, выражающееся в качественных и количественных различиях отдельных циклов. Выделяют 2 круговорота — большой (геологический) и малый (биотический). Большой (геологический) круговорот веществ протекает от нескольких тысяч до нескольких миллионов лет, включая в себя такие процессы, как круговорот воды и денудация суши. ДУНУДАЦИЯ суши складывается из общего изъятия вещества суши (52990 млн.т/год), общего привноса вещества на сушу (4043 млн.т/год) и составляет 48947 млн.т/год. Антропогенное вмешательство ведет к ускорению денудации, приводя, например, к землетрясениям в зонах водохранилищ, построенных в сейсмоактивных районах. МАЛЫЙ (биотический) круговорот веществ происходит на уровне биогеоценоза или биогеохимического цикла.
17. Взаимоотношения человека с природой.
Земля – единственная планета Солнечной системы, оказавшаяся в таких оптимальных условиях, которые привели к возникновению на ней живых существ. Значительная масса Земли обеспечивает удержание на ней гидросферы и атмосферы, а благодаря сравнительно небольшой удаленности Земли от Солнца на нее поступает достаточно мощный поток солнечной энергии. Живые существа населяют сушу, воды и атмосферу – все эти области распространения жизни образуют так называемую биосферу Земли.
В результате взаимодействия организмов между собой и с окружающей их средой поддерживается биологический круговорот веществ: продукты жизнедеятельности одних организмов жизненно необходимы для других. Так и происходило до эпохи технического прогресса, который проложил совершенно новые пути перемещения энергии и вещества в биосфере, нарушая природное равновесие.
До недавних пор люди мало обращали внимание на отдаленные последствия свое деятельности. Промышленность, сельское хозяйство, многочисленные города свободно сбрасывали в окружающую среду различные отходы, Многие из них оказываются вне естественного кругооборота веществ в биосфере.
Особую роль играют выбросы в атмосферу, которые приводят к накоплению в ней углекислого газа (вулканические газы; горячие воды, бьющие из Земли; дыхание человека; продукты сгорания). За последние годы запыленность атмосферы возросла в несколько раз, а ведь атмосферные условия оказывают большое влияние на самого человека и на его здоровье.
В связи с этим понятна та большая забота, которую в последнее время проявляют международные организации об охране окружающей среды.
18. Глобальные кологические проблемы
В настоящее время экологические проблемы современности по своим масштабам условно могут быть разделены на локальные, региональные и глобальные, а среди большинства международных экологических конфликтов можно выделить четыре категории: распределение водных ресурсов, загрязнение морей, чистота воздуха, чистота воды.
Завод, сбрасывающий без очистки в реку свои промышленные стоки, вредные для здоровья людей, хищническая рубка векового лесного массива, ненормированные выбросы вредных веществ в атмосферу в результате работы промышленного предприятия - все это примеры локальных экологических проблем.
Примером региональных экологических проблем может служить проблема Полесья - болотистого края с недавно проведенной масштабной мелиорацией. Неправильный, неэкологичный подход к выбору мелиорируемых объектов и ненаучные методы проведения мелиорации привели к тому, что южная часть Беларуси выведена из состояния экологического равновесия. Шли под сведения леса, спрямлялись реки, уничтожались гнездовья водоплавающих птиц. В результате пропали озера, уничтожен лес, постоянно распахиваются торфяники. Все это привело к черным пылевым бурям, которые периодически в апреле-мае закрывают горизонт. Верхний слой торфа сносится ветром и обнажаются подстилающие пески. Если учесть, что болота - санитары агроэкосистем, т.е. играют важную роль как регуляторы гидрологического режима территорий, запасают влагу в период таяния снегов и осенних осадков, а также питают ручьи и реки в сухие периоды года, то пример экологической катастрофы налицо.
Однако антропогенное воздействие на природу достигло таких масштабов, что возникли проблемы глобального характера, о которых в начале XX в. никто не мог даже подозревать. К основным глобальным экологическим проблемам современности, находящимся в поле зрения человечества в начале XXI в., следует отнести:
- изменение климата Земли, парниковый эффект (глобальное антропогенное потепление);
- разрушение озонового экрана, возникновение так называемых «озоновых дыр», снижающих защитные возможности атмосферы против поступления к поверхности Земли опасной для живых организмов жесткой коротковолновой ультрафиолетовой радиации;
- химическое загрязнение атмосферы, и, как следствие этого, образование кислотных осадков;
- демографический взрыв, относительное перенаселение Земли в некоторых регионах, чрезмерная урбанизация;
- загрязнение почв, уменьшение их площадей;
- загрязнение Мирового океана и изменение свойств океанических вод за счет нефтепродуктов, насыщения их углекислым газом атмосферы;
- загрязнение поверхностных вод суши;
- радиоактивное загрязнение локальных участков с тенденцией его расползания по поверхности Земли;
- опустынивание обширных территорий;
- истребление лесного покрова Земли, уменьшение площадей тропических и северных лесов, сокращение площади тропических лесов и северной тайги - основных источников поддержания кислородного баланса планеты;
- продолжающееся накапливание на поверхности Земли бытового мусора и всякого рода твердых и жидких отходов, управление отходами, образуемыми в процессе человеческой деятельности;
- уменьшение биологического разнообразия флоры и фауны и устойчивости экосистем;
- замусоривание околоземного космического пространства, последствия которого до конца пока не осмыслены, если не считать реальную опасность космическим аппаратам, включая спутники связи, локации поверхности Земли и другие, широко использующиеся в современных системах взаимодействия между людьми и государствами;
- изменение геохимии ландшафтов в связи с теплоэнергетикой, перераспределением элементов между недрами и поверхностью Земли в результате горнометаллургического передела (например, концентрация тяжелых металлов) или извлечения на поверхность аномальных по составу высокоминерализованных подземных вод и рассолов;
- нарушение глобального и регионального экологического равновесия, соотношения экологических компонентов в прибрежной части суши и моря;
- освобождение в результате всех вышеуказанных процессов экологических ниш и заполнение их иными видами;
- исчерпание многих месторождений минерального сырья и постепенный переход от богатых ко все более бедным рудам;
- усиление социальной нестабильности, как следствия все большей дифференциации разнообеспеченных слоев населения многих стран, возрастания уровня вооруженности их населения, криминализации, природных экологических катаклизмов.
Таковы основные насущные экологические проблемы современности. Решение их, а значит, и спасение жизни на Земле, зависит не только от профессиональных экологов, но также и от всех жителей планеты.
19. Классификация загрязнений окружающей среды. Глобальные загрязнители. Последствия загрязнений.
КЛАССИФИКАЦИЯ неорганические иЗАГРЯЗНЕНИЯ: 1. Индигриентное (химическое) тепловое,органические вещества. 2. Параметрическое (физическое) свтовое ЭМ, шумовое, радиоционное. 3. Биотеческое (на популяции). 4. Стационарное деструкционное изменение ландшафта.
Главные загрязнители биосферы: 1. CO2 — парниковый эффект. 2. CO — баланс верхних слоев. 3. NxOy (N20, NO, N2O3, NO2, N2O5) — смог, рестраторные заболевания. 4. SO2. 5. Фосфаты (гидросфера). 6. Тяжелые металлы Hg, Pb. 7. Нефть и нефтепродукты. 8. Пестициды. 9. Радиация.
ПОСЛЕДСТВИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЙ: 1. Процесс нежелательных потерь вещества, энергии, труда, средства, рассеиваемые в биосфере. 2. Необратимое разрушение отдельных экосистем и биосферы в целом, включая воздействие на физико-химические параметры среды. 3. Потери плодородных земель, снижение продуктивности экосистем и биосферы в усл. морального состояния человека, как главной производительной силы общества. Локальные, региональные, национальные, глобальные.Технологические причины глобального загрязнения: 1. Осваивание невозобновимых и возобновимых природных ресурсов. 2. Строительные и горные работы. 3. Сжигание топлива. 4. Производство минеральных удобрений. 5. Развитие химической промышленности. 6. Несовершенство технологий.
ПОНЯТИЕ ОБ ЭКОЛОГИЧЕСКОМ КРИЗИСЕ. Глобальное изменение всех компонентов биосферы. Источники загрязнения: 1. Промышленные предприятия. 2. ТЭК. 3. Бытовые отходы. 4. Отходы транспорта. 5. Отходы животноводства. 6. Химические вещества. Состав загрязнений: Твердые вещества, химические соединения, Me, Оксиды, Аэрозоли, Жидкости. Естественное, антропогенное.
20. Источники загрязнения атмосферы.
Загрязнение атмосферы Земли — принесение в атмосферный воздух новых нехарактерных для него физических, химических и биологических веществ или изменение их естественной концентрации.
По источникам загрязнения выделяют два вида загрязнения атмосферы
естественное
антропогенное
По характеру загрязнителя загрязнение атмосферы бывает трёх видов:
физическое — механическое (пыль, твердые частицы), радиоактивное (радиоактивное излучение и изотопы), электромагнитное (различные виды электромагнитных волн, в том числе радиоволны), шумовое (различные громкие звуки и низкочастотные колебания) и тепловое загрязнение (например, выбросы тёплого воздуха и т. п.)
химическое — загрязнение газообразными веществами и аэрозолями. На сегодняшний день основные химические загрязнители атмосферного воздуха это: оксид углерода (IV), оксиды азота, диоксид серы, углеводороды, альдегиды, тяжёлые металлы (Pb, Cu, Zn, Cd, Cr), аммиак, пыль и радиоактивные изотопы
биологическое — в основном загрязнение микробной природы. Например, загрязнение воздуха вегетативными формами и спорами бактерий и грибов, вирусами, а также их токсинами и продуктами жизнедеятельности.
Основными источниками загрязнения атмосферы являются:
Природные (естественные загрязнители минерального, растительного или микробиологического происхождения, к которым относят извержения вулканов, лесные и степные пожары, пыль, пыльцу растений, выделения животных и др.)
Искусственные (антропогенные), которые можно разделить на несколько групп:
— Транспортные — загрязнители, образующиеся при работе автомобильного, железнодорожного, воздушного, морского и речного транспорта;
— Производственные — загрязнители, образующиеся как выбросы при технологических процессах, отоплении;
— Бытовые — загрязнители, обусловленные сжиганием топлива в жилище и переработкой бытовых отходов.
По составу антропогенные источники загрязнения атмосферы также можно разделить на несколько групп:
Механические загрязнители — пыль цементных заводов, пыль от сгорания угля в котельных, топках и печах, сажа от сгорания нефти и мазута, истирающиеся автопокрышки и т. д.;
Химические загрязнители — пылевидные или газообразные вещества, способные вступать в химические реакции;
Радиоактивные загрязнители.
Основные загрязнители[править | править исходный текст] Этот раздел должен быть полностью переписан.
На странице обсуждения могут быть пояснения.
На долю развитых государств с 1950 по 2000 гг. пришлось 77 % вредных промышленных выбросов в атмосферу, и именно они несут основную ответственность за изменения климата.
Ма Кай, 2007 год[1]
Оксид углерода
Оксиды азота
Диоксид серы
Углеводороды
Альдегиды
Тяжёлые металлы (Pb, Cu, Zn, Cd, Cr)
Аммиак
Пыль
Радиоактивные изотопы
Окись углерода (СО) — бесцветный газ, не имеющий запаха, известен также под названием «угарный газ». Образуется в результате неполного сгорания ископаемого топлива (угля, газа, нефти) в условиях недостатка кислорода и при низкой температуре. При вдыхании угарный газ за счёт имеющейся в его молекуле двойной связи образует прочные комплексные соединения с гемоглобином крови человека и тем самым блокирует поступление кислорода в кровь..
Двуокись углерода (СО2) — или углекислый газ, — бесцветный газ с кисловатым запахом и вкусом, продукт полного окисления углерода. Является одним из парниковых газов.
Диоксид серы (SO2) (диоксид серы, сернистый ангидрид) — бесцветный газ с резким запахом. Образуется в процессе сгорания серосодержащих ископаемых видов топлива, в основном угля, а также при переработке сернистых руд. Он, в первую очередь, участвует в формировании кислотных дождей. Общемировой выброс SO2 оценивается в 190 млн тонн в год. Длительное воздействие диоксида серы на человека приводит вначале к потере вкусовых ощущений, стесненному дыханию, а затем — к воспалению или отеку лёгких, перебоям в сердечной деятельности, нарушению кровообращения и остановке дыхания.
Оксиды азота (оксид и диоксид азота) — газообразные вещества: монооксид азота NO и диоксид азота NO2 объединяются одной общей формулой NOх . При всех процессах горения образуются окислы азота, причем большей частью в виде оксида. Чем выше температура сгорания, тем интенсивнее идет образование окислов азота. Другим источником окислов азота являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения. Количество окислов азота, поступающих в атмосферу, составляет 65 млн тонн в год. От общего количества выбрасываемых в атмосферу оксидов азота на транспорт приходится 55 %, на энергетику — 28 %, на промышленные предприятия — 14 %, на мелких потребителей и бытовой сектор — 3 %.
Озон (О3) — газ с характерным запахом, более сильный окислитель, чем кислород. Его относят к наиболее токсичным из всех обычных загрязняющих воздух примесей. В нижнем атмосферном слое озон образуется в результате фотохимических процессов с участием диоксида азота и летучих органических соединений.
Углеводороды — химические соединения углерода и водорода. К ним относят тысячи различных загрязняющих атмосферу веществ, содержащихся в несгоревшем бензине, жидкостях, применяемых в химчистке, примышленных растворителях и т. д.
Свинец (Pb) — серебристо-серый металл, токсичный в любой известной форме. Широко используется для производства красок, боеприпасов, типографского сплава и т. п. Около 60 % мировой добычи свинца ежегодно расходуется для производства кислотных аккумуляторов. Однако основным источником (около 80 %) загрязнения атмосферы соединениями свинца являются выхлопные газы транспортных средств, в которых используется этилированный бензин.
Промышленные пыли в зависимости от механизма их образования подразделяются на следующие 4 класса:
механическая пыль — образуется в результате измельчения продукта в ходе технологического процесса;
возгоны — образуются в результате объёмной конденсации паров веществ при охлаждении газа, пропускаемого через технологический аппарат, установку или агрегат;
летучая зола — содержащийся в дымовом газе во взвешенном состоянии несгораемый остаток топлива, образуется из его минеральных примесей при горении;
промышленная сажа — входящий в состав промышленного выброса твёрдый высокодисперсный углерод, образуется при неполном сгорании или термическом разложении углеводородов.
21. Источники загрязнения гидросферы.
а) бытовые и промышленные отходы, сбрасываемые в большие и малые водоемы;
б) минеральные удобрения и пестициды, смываемые с полей, внесенные в реки и водоемы; они способствуют цветению сине-зеленых водорослей, вызывающих недостаток кислорода в воде;
в) продукты гниения древесины при молевом сплаве леса;
г) горюче-смазочные вещества морского и речного флота;
д) нефть, нефтепродукты, попадающие в Мировой океан (около 16 млн. т ежегодно)
Растет загрязнение Мирового океана. Ежегодно в океан попадает до 100 млн. т различных отходов с побережья, со дна, из рек и атмосферы. Движение вод в океане приводит к распространению загрязнения на большие расстояния;
е) отходы животноводства: один свинокомплекс на 108 тыс. голов или комплекс крупного рогатого скота на 35 тыс. голов дает загрязнение, эквивалентное отходам крупного города с населением 400-500 тыс. человек.
К числу наиболее загрязненных рек относятся многие реки - Рейн, Дунай, Днепр, Волга, Дон, Днестр, Миссисипи, Нил, Ганг, Сена и др. Растет загрязнение внутренних и окраинных морей - Средиземного, Северного, Балтийского, Черного, Азовского, Японского и др.
22. Источники загрязнения литосферы.
Литосфера загрязняется жидкими и твердыми загрязняющими веществами и отходами. Установлено, что ежегодно на одного жителя Земли образуется одна тонна отходов, в том числе более 50 кг полимерных, трудноразлагаемых.
Источники загрязнения почвы могут быть классифицированы следующим образом:
а) жилые дома и коммунально-бытовые предприятия (в составе загрязняющих веществ этой категории источников преобладают бытовой мусор, пищевые отходы, строительный мусор, отходы отопительных систем, пришедшие в негодность предметы домашнего обихода и т. п.);
б) промышленные предприятия (в твёрдых и жидких промышленных отходах постоянно присутствуют вещества, способные оказывать токсическое воздействие на живые организмы, в том числе растения);
в) транспорт (при работе двигателей внутреннего сгорания интенсивно выделяются оксиды азота, свинец, углеводороды, оксид углерода, сажа и другие вещества, оседающие на поверхность Земли или поглощаемые растениями. В последнем случае эти вещества также попадают в почву и вовлекаются в круговорот, связанный с пищевыми цепями);
г) сельское хозяйство (загрязнение почвы в сельском хозяйстве происходит вследствие внесения огромных количеств минеральных удобрений и ядохимикатов. Известно, что в составе некоторых ядохимикатов содержится ртуть).
Установление предельно допустимых концентраций вредных веществ в почве в настоящее время находится ещё в самом начале разработки. ПДК установлены примерно для 50 вредных веществ, преимущественно ядохимикатов, применяемых для защиты растений от вредителей и болезней. Однако почва не принадлежит к тем средам, которые непосредственно воздействуют на здоровье человека, тогда как воздух и вода вместе с загрязнителями потребляются живыми организмами.
Неблагоприятное влияние загрязнителей почвы проявляется через трофическую цепь. Поэтому на практике для оценки степени загрязнения почвы используются два показателя:
— предельно допустимую концентрацию в почве (ПДК), мг/кг; — допустимые остаточные количества (ДОК), мг/кг массы растительности. Так, для хлорофоса ПДК равна 1,0 мг/кг, ДОК=2,0 мг/кг. Для свинца ПДК=32 мг/кг, ДОК в мясопродуктах составляет 0,5 мг/кг.
Санитарный контроль загрязнения почвы в условиях городов осуществляется санэпидемслужбой. Под её контролем находятся также транспортировка отходов, согласование мест складирования, захоронения и переработки.
Почва относится к трёхфазным системам, однако физико-химические процессы, протекающие в почве, чрезвычайно замедлены, и растворенные в почве воздух и вода не оказывают существенного ускоряющего воздействия на протекание этих процессов. Поэтому самоочищение почвы, по сравнению с самоочищением атмосферы и гидросферы, происходит очень медленно. По интенсивности самоочищения эти компоненты биосферы[прояснить] располагаются в следующей последовательности: атмосфера — гидросфера — литосфера. В результате вредные вещества в почве постепенно накапливаются, со временем становятся угрозой для человека. Самоочищение почвы в основном может произойти только при загрязнении органическими отходами, которые подвергаются биохимическому окислению микроорганизмами. В то же время тяжёлые металлы и их соли постепенно накапливаются в почве и могут лишь опустить в более глубокие слои. Однако при глубокой вспашке почвы они снова могут оказаться на поверхности и попасть в трофическую цепь.
Таким образом, интенсивное развитие промышленного производства приводит к росту промышленных отходов, которые в совокупности с бытовыми отходами существенно влияют на химический состав почвы, вызывая ухудшение её качества.
Бережное и грамотное обращение с землей [прояснить] на сегодняшний день стало самой актуальной проблемой.
23. Физические (параметрические) загрязнения
Параметрические (физические) загрязнения окружающей среды — шум, вибрация, тепловое загрязнение, электромагнитные, радиационные поля — вызывают деградацию экосистем. Происходит гибель или миграция животных из зон этих воздействий, что сопровождается, впоследствии, гибелью всей экосистемы. Шум — одна из форм физического (волнового) загрязнения, адаптация к которому невозможна. Сильный шум более 90 дБ вызывает нервно-психический стресс и ухудшение слуха — вплоть до полной глухоты. Очень сильный шум (свыше 110 дБ) вызывает резонанс клеточных структур протоплазмы, ведущий к шумовому «опьянению», а затем и к разрушению тканей. На рис. 2.4. представлены источники шумового загрязнения и их последствия для здоровья в рамках шкалы силы звука, которая строится по логарифмам отношений данной величины звука к порогу слышимости.
Загрязнение физическое подразделяется на: 1) тепловое (термальное), возникающее в результате повышения температуры среды главным образом в связи с промышленными выбросами нагретого воздуха, отходящих газов и воды; 2) световое – нарушение естественной освещённости местности в результате воздействия искусственных источников света, приводящее к аномалиям в жизни растений и животных; 3) шумовое, образующееся в результате увеличения интенсивности и повторяемости шума сверх природного уровня; 4) электромагнитное, появляющееся в результате изменения электромагнитных средств среды (от линии электропередачи, радио и телевидения, работы некоторых некоторых промышленных установок и т.п.), приводящее к глобальным и местным геофизическим аномалиям и изменениям в тонких биологических структурах; 5) радиоактивные, связанные с превышением естественного уровня содержания в среде радиоактивных веществ.
24. Химические (деструкционные) загрязнения
Источниками химического загрязнения являются промышленные выбросы в атмосферу ядовитых веществ, твердые отходы различных отраслей промышленности, неочищенные сточные воды промышленных и коммунальных предприятий, пестициды и агрохимикаты, используемые в растениеводстве и т. п. Химическое загрязнение создает угрозу состоянию окружающей среды, здоровью человека.
Сжигание различных видов топлива является основной причиной глобального загрязнения атмосферы вредными газами (СО, CO2, NO3, S02, H2S, и др). Сбрасывание промышленных, сельскохозяйственных и бытовых стоков, нефти и нефтепродуктов в водоемы стимулирует процесс эвтрофикации, приводящий к ухудшению качества воды, дефициту содержания в ней кислорода и, как следствие этого, -- исчезновению аборигенных видов растительного и животного мира. Накопление персистентных химических веществ, которые почти не разрушаются в природе, а также веществ, имеющих естественные механизмы разложения или усвоения (удобрения, тяжелые металлы и др.), в количествах, превышающих способность биосферы к их переработке, нарушает сложившиеся в ходе длительной эволюции природные системы и связи в биосфере, подрывает способность природных комплексов к саморегуляции. Следствием химического загрязнения природной среды является накопление токсичных веществ в пищевых и кормовых природных ресурсах. Одна из важных проблем химического загрязнения -- радиоактивное загрязнение окружающей среды в результате ядерных испытаний, накопления радиоактивных отходов, а также при авариях на предприятиях ядерно-топливного цикла.
Экологические нарушения, вызываемые химическим загрязнением, проявляются в деградации экологических систем, сокращении численности и видового разнообразия растений и животных, снижении продуктивности лесов и сельскохозяйственных угодий. В результате разрушаются сложившиеся в ходе эволюции трофические цепи, а следовательно, и биоценозы, происходит неконтролируемое размножение устойчивых форм организмов (некоторые насекомые, микроорганизмы). В особо тяжелых случаях может наблюдаться полная деградация природной среды, вызывающая трансформацию растительного и животного мира, вплоть до исчезновения аборигенных видов. Масштабы химического загрязнения биосферы в настоящее время таковы, что естественные процессы метаболизма и «разбавляющая способность» атмосферы и гидросферы в ряде районов планеты не в состоянии нейтрализовать вредное влияние хозяйственной деятельности человека.
25. Биологическое загрязнение.
Биологическое загрязнение - это привнесение в экосистемы нехарактерных для них видов живых организмов, негативно влияющих на здоровье человека и его хозяйственную деятельность. Биологическому загрязнению способствует изменение естественных условий мест обитания в результате физических, химических воздействий.
Биологические загрязнения ( водоросли, бактерии, вирусы и др.) в значительной степени могут быть удалены и при очистке воды электрокоагуляцией и электрофлотацией в электролизерах с алюминиевыми или железными электродами. В этом случае загрязнения сорбируются электрохимически образующимися гидроокисями алюминия и железа, а затем отделяются отстаиванием, флотацией и фильтрованием. В связи с наличием у частиц биологических загрязнений электрического заряда имеется возможность их удале: ния из воды и с использованием инертных электродов. Исследования в этих интересных направлениях разворачиваются в Секторе химии и технологии воды ИКХХВ АН УССР.
Биологическое загрязнение связано с внесением в среду и размножением в ней нежелательных для человека организмов, с проникновением или интродукцией в природные экосистемы новых видов, что вызывает негативные изменения в биоценозах.
Биологические загрязнения попадают в водоемы с бытовыми и промышленными стоками, в основном предприятий пищевой, медико-биологической, целлюлозно-бумажной промышленности. Например, целлюлозно-бумажный комбинат загрязняет воду так же, как город с населением 0 5 млн. чел.
Биологические загрязнения оценивают биохимическим потреблением кислорода - БПК. Реальные загрязнения сточных вод таковы, что требуют значений БПК на порядок больше.
Биологическое загрязнение может быть не менее опасным: достаточно вспомнить эпидемии таких болезней, как холера, грипп или чума, возбудителями которых являются микроорганизмы, вирусы. Недостаточно, очищенные и обезвреженные бытовые сточные воды содержат большой комплекс патогенных микроорганизмов, вызывающих кожные, кишечные и иные заболевания. В ряде случаев случайно интродуцированные ( переселенные) в новые экосистемы животные или растения ( макробиологическое загрязнение) могут приносить большой ущерб хозяйству.
Биологические загрязнения обычно связаны с непродуманным вмешательством человека в жизнь природных сообществ. Одним из ярких примеров служит завоз кроликов в Австралию, где у них не было естественных врагов.
Биологическое загрязнение является не менее опасным, чем химическое загрязнение. Эпидемии гриппа, других болезней являются примерами проявления микробиологического загрязнения, вызванного микроорганизмами. Распространение патогенных организмов со сточными водами часто являлись и продолжают являться причинами эпидемий.
27. Озоновый слой
Формирование и разрушение озонового слоя
Интересно, что озон в стратосфере – это продукт воздействия самого ультрафиолета (УФ) на молекулы кислорода (О2). В результате некоторые из них распадаются на свободные атомы, а те в свою очередь могут присоединяться к другим молекулам кислорода с образованием озона (О3). Однако весь кислород не превращается в озон, так как свободные атомы О, реагируя с молекулами озона, дают две молекулы О2. Таким образом, количество озона в стратосфере не статично; оно представляет собой результат равновесия между этими двумя реакциями. Однако в 1970-е годы учёные предположили, что свободные атомы хлора катализируют процесс разделения озона. А люди ежегодно пополняют состав атмосферы свободным хлором и прочими вредными веществами. Причём относительно небольшое их количество может наносить значительный ущерб озоновому экрану, причём это влияние буде продолжаться неопределённо долго, так как атомы хлора, например, покидают стратосферу очень медленно.
Ещё одним вредным последствием выброса парниковых газов в атмосферу является разрушение ими озонового слоя – своеобразного щита от «жёстких» солнечных лучей. Дело в том, что наряду с видимым светом Солнце излучает ультрафиолетовые волны. Ультрафиолетовое излучение похоже на световое, но длина его волн несколько короче, чем у фиолетовых волн, самых коротковолновых из воспринимаемых глазом человека. Хотя ультрафиолетовые лучи невидимы, они обладают большей энергией, чем видимые. Проникая сквозь атмосферу и поглощаясь тканями живых организмов, они разрушают молекулы белков и ДНК. Именно это происходит, когда вы загораете. Если бы всё ультрафиолетовое излучение, попадающее на верхние слои атмосферы, достигало поверхности Земли, то вряд ли на ней сохранилась бы жизнь; все растения и животные просто «зажарились» бы. Даже небольшая, доступная нам часть этого количества (менее 1%) вызывает загар и ежегодно 200 000-600 000 случаев рака кожи в США.
Мы защищены от агрессивного воздействия ультрафиолетового излучения, так как большая его часть (свыше 99%) поглощается слоем озона в стратосфере на высоте около 25 километров от поверхности земли. Этот слой обычно называют озоновым экраном. Необходимость его сохранения не требует доказательств. Однако некоторые антропогенные вещества, в частности парниковые газы, его разрушают.
28. Кислотные дожди. Кислотные дожди — осадки, кислотность которых выше нормальной. Связаныс выбросами в атмосферу сернистого газа, сероводорода, окисла и диокисла азота, углекислого газа. Антропогенным источником SO2 является процесс сжигания ископаемого топлива. Происходят реакции: SO2+H2O=H2SO3+Q; H2SO3+O=H2SO4 или SO2+NO2+H2O=H2SO4+NO. Негативное воздействие: подкисление озер и рек, деградация лесов, вымывание биогенов из почвы, влияние на людей и изделия.
29. Парниковый эффект. Российский климатолог Н.И. Будал в 1962 г. выдвинул гипотезу о парниковом эффекте.
Слой воздуха, обогащенный СО2, хорошо пропускает солнечную радиацию и задерживает длинноволновое тепловое излучение Земли. Отраженный земной поверхностью солнечный свет в его инфракрасной области поглощается в тропосфере и нижних слоях стратосферы, что приводит к повышению их температуры. В настоящее время за счет повышения концентрации СО2 повысилась температура Земли на 0,3-0,45°.
Повышение температуры воздуха на 2,5 °С приведет к таянию полярных ледников, подъему уровня океанов на 4-8 м, катастрофическому затоплению больших регионов земной поверхности, к исчезновению многих иредставителей животно-растительного мира.
Среди основных причин усиления парникового эффекта выделяются антропогенные выбросы в атмосферу углекислого газа, метана, оксидов азота и хлоруглеводородов, которые препятствуют отдаче земного тепла в космическое пространство.
Примеры воздействия парникового эффекта на окружающую среду
Бытовым примером парникового эффекта может послужить нагревание изнутри автомобиля, когда он стоит на солнце с закрытыми окнами. Причина здесь в том, что солнечный свет проникает через окна и поглощается сидениями и другими предметами в салоне. При этом световая энергия переходит в тепловую, предметы нагреваются и выделяют тепло в виде инфракрасного, или теплового, излучения. В отличие от света оно не проникает сквозь стёкла наружу, то есть улавливается внутри автомобиля. За счёт этого повышается температура. То же самое происходит и в парниках, откуда и пошло само название этого эффекта – парниковый эффект (или оранжерейный эффект). В глобальном масштабе содержащийся в воздухе углекислый газ играет ту же роль, что и стекло. Световая энергия проникает сквозь атмосферу , поглощается поверхностью земли, преобразуется в её тепловую энергию, и выделяется в виде инфракрасного излучения. Однако углекислый газ и некоторые другие газы, в отличие от других природных элементов атмосферы, его поглощают. При этом он нагревается и в свою очередь нагревает атмосферу в целом. Значит, чем больше в ней углекислого газа, тем больше инфракрасных лучей будет поглощено и тем теплее она станет. Температура и климат, к которому мы привыкли, обеспечиваются концентрацией углекислого газа в атмосфере на уровне 0,03%. Теперь мы увеличиваем эту концентрацию, и намечается тенденция к потеплению климата.
Деятельность человечества в начале XXI столетия приводит к стремительному повышению концентрации загрязняющих веществ в атмосфере, что вызывает угрозу разрушения её озонового слоя и резкого изменения климата, в частности, глобального потепления. Для снижения угрозы глобального экологического кризиса необходимо повсеместно значительно сократить выброс в атмосферу вредных газов. Ответственность за снижение таких выбросов должна быть разделена между всеми членами мирового сообщества, существенно различающимися по многим параметрам: уровню промышленного развития, доходу, социальной структуре и политической ориентации. В силу этих различий неизбежно возникает вопрос, в какой степени национальное правительство должно контролировать выбросы в атмосферу. Дискуссионность данной проблемы усиливается ещё и тем фактом, что до настоящего времени не достигнуто согласия по вопросу о воздействии на окружающую среду возрастающего парникового эффекта. Однако растёт понимание того, что с учётом угрозы глобального потепления со всеми вытекающими из этого разрушительными последствиями ограничение вредных выбросов в атмосферу становится задачей первостепенной важности.
30. Смог — любое видимое загрязнение воздуха, обычно в сочетании дыма, влаги и пыли. Различают смог лондонского типа (влажный), и лос-анджелесского типа (сухой или фотохимический); второй содержит продукты разложения загрязняющих веществ солнечными лучами. Первый тип наблюдается при пасмурной, туманной погоде, способствующей возрастанию концентрации сернистого ангидрида и трансформации его в аэрозоль серной кислоты; симптомы: удушье, резь в глазах, тошнота. Механизм образования фотохимического тумана: молекулы NxOy, содержащиеся в выхлопных газах, возбуждаются за счет энергии ультрафиолета, затем реагируют с кислородом, образуя озон; последний, реагируя с углеводородом выхлопов или выбросов нефтехимии, образует фотооксиданты, которые, накапливаясь при ясной безветренной погоде на улицах города, всячески вредят; симптомы: раздражение глаз, верхних дыхательных путей; понижается видимость, повреждаются зеленые насаждения, поверхность зданий.
31.Эрозия почвы[1] — разрушение и снос верхних наиболее плодородных горизонтов почвы в результате действия воды и ветра.
Часто, особенно в зарубежной литературе, под эрозией понимают любую разрушительную деятельность геологических сил, таких, как морской прибой, ледники, гравитация; в таком случае эрозия выступает синонимом денудации. Для них, однако, существуют и специальные термины: абразия (волновая эрозия), экзарация (ледниковая эрозия), гравитационные процессы, солифлюкция и т. д. Такой же термин (дефляция) используется параллельно с понятием ветровая эрозия, но последнее гораздо более распространено.
По скорости развития эрозию делят на нормальную и ускоренную. Нормальная имеет место всегда при наличии сколько-либо выраженного стока, протекает медленнее почвообразования и не приводит к заметным изменением уровня и формы земной поверхности. Ускоренная идет быстрее почвообразования, приводит к деградации почв и сопровождается заметным изменением рельефа.
По причинам выделяют естественную и антропогенную эрозию. Следует отметить, что антропогенная эрозия не всегда является ускоренной, и наоборот.Ветровая эрозия
32. Экологические проблемы СХ
Сельское хозяйство, как никакая другая отрасль, оказывает непосредственное воздействие на экологическую среду. Во многом это обусловлено тем, что достаточно внушительные территории уходят под занятие данным видом деятельности. Вследствие этого проходят изменения в ландшафте планеты. Именно поэтом находящиеся рядом территории со временем теряют свои отличительные природные характеристики.
Сельскохозяйственные территории достаточно неустойчивы, это приводит к экологическим катастрофам мирового и локального масштаба. Приведем пример, при аварии автомобиль Hyundai подлежит полной реставрации, только при условии, что будут использоваться оригинальные запчасти hyundai. Скорость ремонта определяется скоростью доставки необходимых деталей. В отношении природы не все так просто. Требуются десятилетия, а, возможно, и тысячелетия для того, чтобы вернуть территориям их былые функциональные качества. Для иллюстрации сказано можно привести Междуречье, где из-за неправильной мелиорации земля потеряла свою плодородность, и произошло засоление почв. Также вследствие глубокой распашки в Америке и Казахстане постоянными явлениями стали песчаные бури. На некоторых территориях Африки произошло опустынивание именно после некорректного земледелия и перевыпаса скота.
Наиболее сильное влияние на окружающую среду оказывает непосредственно земледелие. Это также, как и при ремонте автомобиля марки Kia огромное влияние остается за такой составляющей как запчасти киа, оригинальность и качество которых в будущем сказываются на работах по восстановлению в целом. Столь сильное влияние земледелия обусловлено рядом факторов:
• распашка земель и устранение естественной растительности зоны;
• рыхление почвы, в особенности это касается моментов использования определенных приспособлений, таких как отвальный плуг;
• использование в процессе земледелия ядохимикатов и минеральных удобрений;
• мелиорация земель.
Вследствие воздействия негативных факторов, почва теряет свои качественные характеристики. Почвенные экосистемы разрушаются, слой гумуса исчезает или становится относительно мизерным, не способным обеспечить весь объем потребностей в нем. Стоит отметить, что почва уплотняется и ее структура постепенно теряет былую упорядоченность. Одним из основных негативных последствий является эрозия почв.
Ряд современных технологий позволяет минимизировать или вообще ликвидировать негативный эффект от осуществления сельскохозяйственной деятельности. Это, например, точное земледелие.
33. Демографический взрыв
Начиная с середины XVIII столетия смертность в развитых странах стала сокращаться. Такая тенденция была обусловлена усовершенствованию методов лечения и проведения санитарных мероприятий. Снижение смертности продолжалась до середины XX в. Однако со временем ситуация изменилась, потому что наряду со снижением смертности стало приходить снижение рождаемости.
Если в стране одновременно снижаются рождаемость и смертность, то говорят, что в ней происходит демографический сдвиг. В большей части развитых стран такой сдвиг уже произошел. По прогнозам в ближайшем будущем рождаемость и смертность в развитых странах не потерпят сколько-нибудь значительных изменений.
Снижение рождаемости в развитых странах было ответной реакцией на снижение смертности. Люди убедились в том, что детская смертность постоянно снижается и поэтому им теперь можно иметь меньше детей. Но, вопреки такому заключению, факты свидетельствуют о том, что в действительности снижение рождаемости началось до того, как были достигнуты первые успехи в медицине и санитарии, которым наше общество обязано снижению смертности. Этот парадокс служит ключом к пониманию тех причин, по которым стремительный рост народонаселения в развивающихся странах продолжается в настоящее время.
Аналогичным образом несчастные случаи и стихийные бедствия вопреки высказываемым предположениям не контролируют численность населения. Эти факторы не оказывают направленного влияния на пререпродуктивную смертность, и, несмотря на социальное и экономическое значение связанных сними потерь, относительно слабо отражаются на росте населения в целом. Так, например, в США ежегодные потери от автомобильных катастроф, составляющие около 50 000 человек, возмещаются в течении десяти дней. Несколько лет назад приливной волной смыло прибрежный рисоводческий район в Индии. Погибло около полумиллиона человек. Однако естественные темпы прироста населения в Индии компенсировали их за 30 дней. Даже войны со времен Второй мировой ненадолго отражаются на численности населения. Во вьетнамской войне погибло около 45 000 американцев. Естественный прирост населения в стране — около 150 000 человек в месяц — эти потери компенсировал за 10 дней или за три недели, если считать только мужчин. Даже регулярная гибель в мире 3–6 млн. человек за год от голода и неполноценного питания несущественна с демографической точки зрения, если сравнить её с глобальным приростом населения, составляющим за этот период примерно 90 млн. человек. Эти потери компенсируются за две недели.
Процессы индустриализации и урбанизации, выявившиеся за последние два столетия, привели к сдвигу в тенденциях роста населения. Этот демографический переход может быть представлен в виде последовательности изменений демографических показателей во времени. В этой последовательности можно выделить четыре связанные между собой стадии (рис.22).
Стадия I. Высокая степень устойчивости. Ситуация при слабом развитии медицины: уровень рождаемости высок, но детская и младенческая смертность тоже высока. Население растёт медленно.
^ Стадия II. Начального периода роста. Общество научилось контролировать заболевания, приводившие в первую очередь к высокой репродуктивной смертности. Она резко снизилась, но рождаемость осталась высокой, что вызвало быстрый рост населения.
^ Стадия III. Современный период роста населения. Социальные и/или экономические изменения приводят к снижению рождаемости. В конце этой стадии численность населения вновь стабилизируется, поскольку снижение младенческой и детской смертности компенсируется низкой рождаемость.
^ Стадия IV. Низкая степень устойчивости. Новая стабильная численность населения поддерживается за счёт низкой рождаемости и низкой смертности.
В демографической истории человечества условно можно выделить два больших периода. Первый из них соответствовал так называемой аграрной цивилизации и продолжался примерно до второй половины XVII в. Он отличался сравнительно низким приростом населения. В условиях первобытного общества, даже при наличии полигамии (т. е. многобрачия), естественный прирост был незначителен, так как рождаемость и смертность, находясь на высоком уровне, взаимно уравновешивались.
Наиболее заметные изменения в численности жителей земного шара, ознаменовавшие переход ко второму периоду демографического развития, произошли за последние три с лишним столетия. Но и на их фоне темпы прироста в 60е годы оказались беспрецедентными. Тогда и возникло понятие демографический взрыв — резкое увеличение прироста населения, появились мрачные прогнозы скорого перенаселения планеты.
В чем подлинная причина демографического взрыва? Прежде всего это результат резкого снижения доли смертности во всех возрастных группах. Рождаемость же либо сохранилась на неизменном уровне (во многих слаборазвитых странах), либо снизилась, но отнюдь не в такой степени, как смертность. В первую очередь это касается деревень в развивающихся странах, где высокая рождаемость сохраняется по ряду причин. Люди испокон веков считали ее естественной и не видели реальной альтернативы, а пропаганда перехода к сознательному планированию семьи с трудом доходит до их сознания. Нельзя забывать также о консервативной позиции в отношении рождаемости практически всех религий мира — индуизма, христианства, ислама, иудаизма, буддизма во всех их толках. Не секрет, что до сих пор церковь (любая) является фактором, существенно тормозящим нормализацию глобальной демографической ситуации.
Каковы же последствия демографического взрыва? Бесконтрольный рост народонаселения мира рано или поздно в состоянии повергнуть в хаос мировую экономику, что сделает бесполезной борьбу с нищетой и голодом, приведет к истощению природных ресурсов и к фатальным политическим потрясениям.
34. ВЛИЯНИЕ УРБАНИЗАЦИИ НА БИОСФЕРУ.ОХРАНА БИОСФЕРЫ.
Урбанизация оказывает отрицательное воздействие на все компоненты биосферы. Такое воздействие возрастает год от года.
Крупные города загрязняют атмосферный воздух в результате движения различных видов транспорта, а также выбросов промышленных предприятий, тепло и электростанций, обеспечивающих потребности горожан.
Мировая копилка загрязнений пополняется диоксидом азота, сероводородом, диоксидом серы, озоном, предельными углеводородами, бензапиреном, пылью. Явление смога стало обычным в некоторых городах-миллионерах. Осуществление озеленения улиц, площадей могло бы снизить антропогенное влияние города на воздух, смягчило бы шумовое загрязнение.
Строительство высокоэтажных зданий имеет отрицательные последствия для грунтов. Происходит просадка районов расположения таких зданий с компенсирующими поднятиями поверхности в пригородах. Полностью меняется природный ландшафт.
Города являются искусственно созданными экосистемами, в которых потеряно то видовое разнообразие растений и животных, которое заселяло эту территорию прежде.
Урбанизированные территории характеризуются большим использованием водных ресурсов на различные хозяйственно-бытовые и промышленные нужды. В результате образуется огромное количество сточных вод, которые даже после очистки на специальных сооружениях представляют опасность для тех водных объектов, куда производится их сброс. Учитывая то, что все воды неизбежно попадают в Мировой океан, города вносят в его загрязнение токсичные вещества, взвешенные частицы, сульфаты, хлориды, нефтепродукты, хлорорганические соединения, соли тяжелых металлов.
Город привлекает к себе все новых жителей. Следует отметить, что люди, живущие в городах, не отличаются устойчивым иммунитетом к различного рода болезням.
Горожане чаще страдают от заболеваний кровеносной, нервной и эндокринной систем. На окраинах городов образуются так называемые трущобы - районы проживания бедных семей. В домах отсутствуют водопроводы питьевой воды и системы канализации, сброс неочищенных хозяйственно-бытовых стоков происходит прямо в водные объекты.
Жизнь горожанина сопровождается образованием большого количества отходов. - Полигоны твердых бытовых отходов, стихийные свалки мусора вокруг крупных городов представляют опасность для грунтовых вод, воздуха, почв. Необходимо строительство мусоросжигательных заводов, предприятий рециклинга, которые, в свою очередь, будут оказывать техногенное воздействие на природную среду.
Охрана биосферы. В современных условиях перед человечеством возникла огромная по масштабам и значению задача — научиться грамотно и целенаправленно регулировать взаимоотношения природы и общества, обеспечить их гармоничное развитие, не ограниченное во времени.
Охрана биосферы — это комплексная система мероприятий, направленных на сохранение, рациональное использование и воспроизводство природных систем и ресурсов Земли в интересах существующих и будущих поколений людей. Главная цель рационального использования природных ресурсов — сбережение видового многообразия (генофонда) флоры и фауны Земли, ее недр, водных ресурсов, атмосферного воздуха, т.е. сохранение природных условий развития человеческого общества.
С 30-х гг. 20 в. стала очевидной опасность истощения природных ресурсов — как невозобновляемых (нефть, уголь, газ, руда и т.п.), так и возобновляемых (грибы, растения, животные и др.). За период с конца 16 в. до 70-х гг. 20 в. с лица Земли исчезли 109 видов птиц, 64 вида млекопитающих, 20 видов пресмыкающихся, 3 вида земноводных. К концу 20 в. процесс обеднения биоты (мира живых существ) земного шара принял угрожающие масштабы. По данным постоянной комиссии по исчезающим видам растений и животных Международного союза охраны природы и природных ресурсов (МСОП), в среднем ежедневно исчезает 1 вид (или подвид) животных и еженедельно 1 вид растений.
Процесс обеднения флоры и фауны наиболее заметен на сравнительно небольшой территории. Так, флора Беларуси, насчитывающая более 1750 видов, за последние 100—150 лет сократилась почти на 100 видов. Исчезло также значительное число видов животных. Перестали встречаться такие млекопитающие, как среднеевропейский лесной кот, выхухоль; птицы: большой баклан, дрофа, розовый пеликан, колпица, стрепет; рыбы: белуга, балтийский и русский осетры, лосось и др. Уничтожаются в основном виды, полезные для человека: пищевые, лекарственные и красиво цветущие растения; животные, обладающие красивым мехом или оперением, мясо которых употребляется в пищу.
Как было сказано выше, само существование биосферы и человека в ней теснейшим образом связано с естественным функционированием биогеоценозов, в которых каждый вид занимает свою экологическую нишу и имеет строго определенное функциональное значение. Поэтому потеря любого вида живых организмов нарушает отлаженную в процессе эволюции функциональную организованность экологических систем. С этими нарушениями связано ухудшение естественных условий жизнедеятельности человека. Именно по этой причине необходима научно обоснованная охрана видового разнообразия органического мира на Земле.
Решение этой важнейшей проблемы возможно путем составления международной и национальных Красных книг, а также списков редких и исчезающих видов живых организмов различных стран и регионов. Одновременно разрабатываются и принимаются меры по практической охране популяций редких и исчезающих видов, выделяются специальные участки с различным режимом охраны — заповедники, резерваты, национальные парки и т.п., принимаются законодательные акты на национальном и межправительственном уровнях, заключаются международные соглашения.
35. Экологические проблемы энергетики
В современном мире энергетические потребности обеспечиваются главным образом за счет трех видов энергоресурсов: органического топлива (газ, уголь), воды и атомного ядра. Энергию воды и атомную энергию человек использует после превращения ее в электрическую. Одновременно большое количество энергии, которая заключена в органическом топливе, используется человеком в виде тепловой и только часть ее преобразуется в электрическую. При этом и в первом, и во втором случаях высвобождение энергии из органического топлива связано с его сжиганием и, таким образом, с выбросом продуктов горения в окружающую среду.
Энергетика сегодня является определяющей и для экономики и для экологии. Именно от нее в значительной мере зависит экономический потенциал всех государств и благосостояние людей. Она же оказывает очень сильное воздействие на окружающую среду экосистемы биосферу в целом. Самые актуальные экологические проблемы (изменение климата, кислотные дожди общее загрязнение среды) прямо или косвенно связаны с использованием или производством энергии. Именно энергетике принадлежит первое место, как в химическом, так и в других видах загрязнения: тепловом, электромагнитном, аэрозольном, радиоактивном. Следовательно, не будет преувеличением утверждать, что от решения энергетических проблем зависят возможности решения главных экологических проблем.
За счет сжигания топлива (учитывая дрова и другие природные ресурсы) сегодня производится примерно 90% энергии. Доля тепловых источников снижается до 80—85 % в производстве электроэнергии. В промышленно развитых странах нефть и нефтепродукты используют в основном для нужд транспорта. В частности, в США нефть в общем энергобалансе страны составляет 44 %, а для получения электроэнергии – только 3 %. Для угля присуща противоположная закономерность. В общем энергобалансе – 22 %, но как основной источник для получения электроэнергии – (52 %). В Китае же доля угля в получении электроэнергии составляет около 75 %. В России преобладающим источником для получения электроэнергии сегодня является природный газ (примерно 40 %), на долю угля приходится только 18 % вырабатываемой энергии, а доля нефти не более 10 %.
В мировом масштабе гидроресурсы используют для получения около 5 – 6 % электроэнергии (но в России – 20,5 %). Атомная энергетика вырабатывает 17—18 % электроэнергии. В России же ее доля около 12%, хотя в некоторых странах она является преобладающей в энергетическом балансе (Франция – 74 %, Бельгия – 61 %, Швеция – 45 %).
36. Традиционные и альтернативные источники энергии.
С традиционными источниками энергии каждый из нас знаком с детства. Традиционные источники энергии используются широко и давно. Традиционная энергетика прошла длительную проверку в разнообразных условиях эксплуатации. Основную долю электроэнергии во всём мире получают именно на традиционных электростанциях. Традиционные источники энергии хорошо известны и поэтому не имеет смысла заново их описывать. Первая проблема традиционных источников связана с тем, что способы получения энергии не всегда благоприятно влияют на окружающую среду, это происходит из – за сжигания угля, нефти, газа, применения прочих веществ продукты переработки, которых очень часто вредны или даже смертельны для человека. Вторая проблема заключается в том, что ресурсы не безграничны, рано или поздно кончатся, поэтому в противовес традиционным способам получения энергии разрабатываются и внедряются альтернативные способы получения энергии.
Альтернатива:
Давайте рассмотрим некоторые из уже действующих альтернативных источников энергии.
Тайвань. Стадион на солнечных батареях. Kaohsiung National Stadium, дизайн разработал японский архитектор Toyo Ito. Это один из первых стадионов, который для обеспечения своих потребностей использует солнечную энергию. Стадион сверху напоминает змею или дракона (кому как больше нравиться), его навес представляет собой огромную солнечную батарею, состоящую из 8 844 панелей вырабатывающих впечатляющее количество электроэнергии - приблизительно 1,14 Гигаватт-часов в год. Площадь навеса составляет 14 155 квадратных метров.
Китай. Ветряные электростанции. Китай превращается в мировую державу в области получения энергии ветра. Страна сохраняет лидирующее место по мощности действующих ветряных электростанций в мире. Также в стране активно ведутся исследования и разработке в области оборудования для ветряных электростанций.
Германия. Поля солнечных батарей. Пример Германии показывает, что возобновляемые источники энергии могут удовлетворять существенную часть потребностей даже такой развитой страны. Солнечные установки вырабатывали около 22 гигаватт энергии. Это соответствует мощностям 20 атомных реакторов. В Германии успешно функционирует ориентировочно столько же солнечных электростанций, сколько во всём остальном мире!
Южная Корея. Приливная электростанция. Крупнейшая в мире электростанция, работающая на энергии волн, находится в Сеуле, она построена на искусственном море Shihwa. Электроэнергии станции достаточно для обеспечения города с населением в 500 тысяч человек.
США. Геотермальная станция. Самая мощная в мире геотермальная электростанция. The Geysers – это комплекс, состоящий из 22-х геотермальных электростанций, суммарной мощностью 1517 МВт.
Финляндия. Электростанция на биотопливе. Самая мощная в мире электростанция, вырабатывающая энергию с помощью сжигания биомассы. Oy Alholmens Kraft (также известная как Jakobstad Power Station) остается самой мощной в мире электростанцией, работающей на биотопливе – древесине, торфе. В качестве вспомогательного топлива может также использоваться каменный уголь. Традиционные и нетрадиционные источники электрической энергии
Широкое практическое использование электроэнергии в сравнении с другими видами энергии объясняется относительной легкостью ее получения и возможностью передачи на большие расстояния.
Традиционные источники электрической энергии:
тепловая ТЭС,
энергия потока воды - ГЭС,
атомная энергия - АЭС.
Тепловые электростанции (ТЭС) вырабатывают электроэнергию в результате преобразования тепловой энергии, которая выделяется при сжигании органического топлива (угля, нефти, газа). Невосполнимость этих природных ресурсов заставляет задуматься о рациональном их применении и замене более дешевыми способами получения электроэнергии.
Гидроэлектростанция (ГЭС) — комплекс сооружений и оборудования, посредством которых энергия потока воды преобразуется в электрическую энергию. При их сооружении также наносится вред окружающей среде: перегораживаются реки, меняется их русло, затопляются долины рек.
Важнейшая особенность гидротехнических ресурсов в сравнении с топливно-энергетическими — их непрерывная возобновляемость.
Атомная электростанция (АЭС) — электростанция, в которой атомная (ядерная) энергия используется для получения электрической. Генератором энергии здесь является атомный реактор. Тепло, выделяемое в нем в результате цепной реакции деления ядер некоторых тяжелых элементов, преобразуется в электроэнергию. АЭС работают на ядерном горючем (уран, плутоний и др.), мировые запасы которого значительно превышают запасы органического топлива.
Нетрадиционные источники электрической энергии, где невосполняемые энергоресурсы практически не тратятся:
ветроэнергетика,
приливная энергетика,
солнечная энергетика.
Ветроэнергетическая установка способна превращать энергию ветра в электроэнергию. Запасы ветровой энергии на территории нашей страны огромны, так как во многих районах среднегодовая скорость ветра составляет б м/с. Устройство ветроэнергетической установки достаточно простое: вал ветряного колеса, способного вращаться под действием ветра, передает вращение ротору генератора электрической энергии. Стоимость производства электроэнергии на ветровых электростанциях ниже, чем на любых других. Кроме того, ветроэнергетика экономит богатства недр. Недостатки ветроэнергетических установок — низкий коэффициент полезного действия, небольшая мощность. Они применяются там, где нет стабильного обеспечения электроэнергией — на нефтяных разработках, горных пастбищах, в пустынях и т. п.
Приливная энергетика использует для производства электроэнергии энергию прилива и отлива Мирового океана. Два раза в сутки уровень океана то поднимается, то опускается. Это происходит под действием гравитационных сил Солнца и Луны, которые притягивают к себе массы океанской воды. У берега моря разности уровней воды во время прилива и отлива могут достигать более 10 м. Если в заливе на берегу моря в устье реки сделать плотину, то в таком водохранилище во время прилива можно создать запас воды, которая при отливе будет спускаться в море и вращать гидротурбины. В нашей стране уже созданы и работают приливные электростанции. Основными недостатками такого способа производства электроэнергии являются неравномерность выработки электроэнергии
во времени и необходимость сооружения дорогостоящих плотин и резервуаров для воды.
Гелиоэнергетика (энергия Солнца). Во второй половине XX в. в связи с бурным развитием космонавтики начали разрабатывать проблему гелиоэнергетики — преобразование солнечного излучения в электрическую энергию. В настоящее время получение электроэнергии от гелиоустановок осуществляется с помощью солнечных батарей. Основу таких батарей составляют фотоэлементы — кристаллы кремния, покрытые тончайшим, прозрачным для света слоем металла. Поток фотонов — частиц света, проходя сквозь слой металла, выбивает электроны из кристалла. Электроны при этом начинают концентрироваться в слое металла, поэтому между слоем металла и кристаллом возникает разность потенциалов. Если тысячи таких фотоэлементов соединить параллельно, то получается солнечная батарея, способная питать электроэнергией электронную аппаратуру на космических кораблях, спутниках. В южных районах, где много солнечных дней в году, размещение на крышах домов солнечных батарей может частично обеспечить потребность в необходимой электроэнергии. Такие батареи используют и для питания электронных часов, калькуляторов и других устройств.
МГД-генераторы. Основу современной электроэнергетики, как было уже отмечено, составляют теплоэлектростанции и гидроэлектростанции, в которых очень велики потери при преобразовании тепловой энергии (от сжигания топлива на ТЭС) или механической энергии (на ГЭС) в электрическую. Техническим устройством, в котором таких потерь практически нет, является магнитогидродинамический генератор (МГД-генератор). Его действие основано на явлении электромагнитной индукции: в проводнике, движущемся в магнитном поле, возникает электрический ток. В МГД-генераторе происходит преобразование энергии, движущейся в магнитном поле плазмы, — раскаленного до очень высокой температуры газа — непосредственно в электроэнергию. Электрический ток, образованный свободными электронами и положительными ионами, возникает непосредственно в плазме и отдается во внешнюю цепь. Основная техническая проблема при создании МГД-генерато-ров — получение высоких температур (несколько тысяч градусов), необходимых для образования плазмы — газообразной смеси из свободных электронов, положительных ионов и нейтральных атомов.
37. Влияние ГЭС
Самой крупной отраслью водопользования является гидро-энергетика. При сооружении равнинных ГЭС отрицательным моментом является затопление огромных территорий. Для снижения площади затопления земель необходимо сооружение защитных дамб. Необходимо следить за уровнем воды в водохранилищах, что бы избежать временного затопления берегов; очищать ложе будущего водохранилища от кустарников, деревьев, и.т.д.; на водохранилищах создавать условия для развития рыбных хозяйств, так как ГЭС наносят ущерб не только сельскому хозяйству, но и рыболовному промыслу.
Все гидроэлектростанции наносят колоссальный ущерб рыбному промыслу. Ранее события шли в постоянной эволюционной последовательности: весеннее половодье, ход рыбы на нерест, скатывание молоди в море. А в настоящее время гидроэлектростанции этот порядок нарушают. Половодье, называемое попуском воды, происходит среди зимы, к весне ледяной слой оседает на затопленные острова, придавливает зимующую рыбу в зимовальных ямах, нарушая биологические сроки созревания икры. А это значит, что пройдёт два года прежде чем незрелая икра рассосётся и заложится новая.
Водохранилища повышают влажность воздуха, способствуют изменению ветрового режима в прибрежной зоне, атак же температурный и ледяной режим водостока. Это приводит к изменению природных условий, что сказывается на хозяйственной деятельности населения и жизни животных.
Производство работ по строительству ГЭС следует проэктировать с минимальным экологическим ущербом природе. При разработке необходимо рационально выбирать карьер, месторасположение дорог и т.д. По завершения строительства должны быть проведены работы по рекультивации нарушения земель и озеленение территории. Наиболее эффективным природоохранным мероприятием является инженерная защита. Строительство дамб сокращает территорию затопления земель, сохраняя её для сельскохозяйственного использования; уменьшает площадь мелководий; сохраняет естественные природные комплексы; улучшает санитарные условия водохранилища. Если строительство дамбы экономически не оправдалось, то мелководья можно использовать для разведения птиц или других хозяйственных нужд.
При сооружении равнинных ГЭС отрицательным моментом является затопление огромных территорий. Для снижения площади затопления земель необходимо сооружение защитных дамб. Необходимо следить за уровнем воды в водохранилищах, что бы избежать временного затопления берегов; очищать ложе будущего водохранилища от кустарников, деревьев, и т.д.; на водохранилищах создавать условия для развития рыбных хозяйств, так как ГЭС наносят ущерб не только сельскому хозяйству, но и рыболовному промыслу.
Все гидроэлектростанции наносят колоссальный ущерб рыбному промыслу.
Водохранилища повышают влажность воздуха, способствуют изменению ветрового режима в прибрежной зоне, атак же температурный и ледяной режим водостока. Это приводит к изменению природных условий, что сказывается на хозяйственной деятельности населения и жизни животных. При разработке необходимо рационально выбирать карьер, месторасположение дорог и т.д.
38. Теплоэлектростанции оказывают значительное негативное воздействие на состояние всех элементов окружающей природной среды. Это, прежде всего, химическое загрязнение, связанное со значительными выбросами в атмосферу таких загрязнителей, как оксиды азота, углерода, диоксид серы, зола. Одним из наиболее токсичных газообразных выбросов энергоустановок
Загрязнение гидросферы органическими и взвешенными веществами, поступающими со сточными водами; различные виды физических воздействий, таких как тепловое и акустическое. Кроме того, деятельность теплоэлектростанций связана с образованием большого количества отходов различных классов опасности, значительную часть которых составляют золошлаковые отходы (ЗШМ).
При сжигании угля на тепловых электростанциях (ТЭС) образуется большое количество золошлаковых отходов (ЗШО), оказывающих негативное влияние на все компоненты окружающей природной среды. Из числа самых главных экологических проблем, возникающих при образовании и размещении ЗШО, выделяют следующие:
накопление токсичных элементов в продуктах сжигания угля;
расположение золошлакоотвалов (далее золоотвалов) вблизи больших городов (а нередко в черте города);
поступление (выброс) токсичных микроэлементов в атмосферный воздух, загрязнение окружающей среды прилегающего района;
загрязнение токсичными элементами, тяжелыми металлами поверхностных и подземных источников, земли, почвы при складировании и хранении золошлаковых материалов на золоотвале (золошлакоотвале);
отчуждение больших территорий с целью строительства золоотвалов для размещения ЗШО;
использование в большинстве ТЭС технологического оборудования, не отвечающего требованиям экологической безопасности;
низкий процент утилизации ЗШО в качестве товарной продукции.
19. Гидросфера. Источники загрязнения. Оценка качества гидросферыГидросфера — водная оболочка Земли; масса (1,5-2,5)*1018 тонн; находится в виде паров и облаков, океанов и морей (91,3% массы) , ледников, подземных вод. Вода в природных условиях всегда содержит растворенные соли, газы, органические вещества. При концентрации солей до 1г/кг вода считается пресной, до 25 г/кг — солоноватой, более 25 г/кг — соленой..Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органических свойств, увеличении содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, токсичных тяжелых металлов, сокращении растворенного в воде кислорода, появлении радиоактивных элементов, болезнетворных бактерий и других загрязнителей.
Загрязнители: химические (кислоты, щелочи, соли, нефтепродукты, пестициды, диоксины, тяжелые металлы, фенолы, аммонийный и нитритный азот), биологические (вирусы, бактерии, другие болезнетворные организмы, водоросли, дрожжевые и плесневые грибы), физические (радиоактивные элементы, взвешенные твердые частицы, тепло, органолептические (цвет, запах), шлам, песок, ил, глина).
Загрязнители:
1. Целлюлозно-бумажный комплекс, деревообработка: органические вещества (смолы, жиры, лигнины, фенол), аммонийный азот, сульфаты, вывешенные вещества.
2. Нефтегазодобыча: нефтепродукты, СПАВ, фенолы, аммонийный азот, сульфиды.
3. Машиностроение, металлообработка, металлургия: тяжелые металлы, взвешенные вещества, цианиды, аммонийный азот, нефтепродукты, смолы, фенолы, фотореагенты.
4. Химическая, нефтехимическая промышленность: фенолы, нефтепродукты, СПАВ, полициклические ароматические углеводороды, бензапирен, взвешенные вещества.
5. Горнодобывающая, угольная: флотореагенты, минеральные взвешенные вещества, фенолы.
6. Легкая, текстильная, пищевая: СПАВ, нефтепродукты, органические красители, органические вещества.
Более половины (56% воды, используемой в хозяйстве, возвращается в природную среду в виде загрязненных сточных вод.
20. Загрязнение литосферы. Твердые отходы (бытовые и промышленные). Утилизация бытовых отходов.
Тяжелые металлы, пестициды, токсичные вещества.
Загрязнение влияет на: - продукция биомассы — хоз. часть урожая — питательная ценность урожая — санитарно-гигиеническая ценность урожая.
ПЕСТИЦИДЫ: (токсичность — 1 место; средства борьбы с насекомыми). Фунгициды - борьба с заболеваниями растений; Гербициды — борьба с сорняками; Зооциды — борьба с вредителями при хранении; Дефолианты; Дефлоранты; Инсектициды — комары. Токсичные действия — Сильно токсичные — пдк < 50 мг/кг; высоко ядовитые — пдк < 100 мг/кг; средние — пдк до 1 г/кг; мало ядовитые более 1 г/кг. Канцерогенные — вызывают аллергические заболевания. Самые вредные — хлористые. (ДДТ)
БЫТОВЫЕ ТВЕРДЫЕ ОТХОДЫ ( ТБО). Выбросы до 250 кг. В год. Разложение — стекло: 1000 лет; полеэтелен — 200 лет. Утилизация ТБО — Захоронение — Мусоросжигание — Вторичная переработка — Компостирование, полное сбраживание. Переработка: стекло → стекловолокно, вторичное использование; резиновые отходы → бензин.
Компостирование (органические отходы). Сбраживание (бактериями ) →спирт.
ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОТХОДЫ:
-Добыча полезных ископаемых 7% продукции. - Топливоэнергитический комплекс (силикаты и золы) — Нефтешламы - Шламы гальванических цехов. ОЧИСТКА: - Складирование на полигонах — Сжигание — Захоронение (токсичные отходы).
25.Озо́новый слой — часть стратосферы на высоте от 12 до 50 км (в тропических широтах 25—30 км, в умеренных 20—25, в полярных 15—20), в которой под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца молекулярный кислород (О2) диссоциирует на атомы, которые затем соединяются с другими молекулами О2, образуя озон (О3). Относительно высокая концентрация озона (около 8 мл/м³) поглощает опасные ультрафиолетовые лучи и защищает всё живущее на суше от губительного излучения. Более того, если бы не озоновый слой, то жизнь не смогла бы вообще выбраться из океанов[1] и высокоразвитые формы жизни типа млекопитающих, включая человека, не возникли бы. Наибольшая плотность озона встречается на высоте около 20—25 км, наибольшая часть в общем объёме — на высоте 40 км. Если бы можно было извлечь весь озон, находящийся в атмосфере, и сжать под нормальным давлением, то в результате вышел бы слой, покрывающий поверхность Земли толщиной всего 3 мм.
Фреоны достаточно быстро поднимаются вверх, в стратосферу. В стратосфере под действием ультрафиолетового излучения они достаточно быстро разлагаются. В результате выделяются активные атомы хлора, которые и участвуют в разложении озона.
Ещё один фактор, приводящий к уменьшению озонового слоя. Это высотные самолёты и запуски космических кораблей.
действие минеральных удобрений на разрушение озонового слоя. Ядерные взрывы тоже способствуют истощению озонового слоя.
23. Биологическое загрязнение
Под биологическим загрязнением понимают привнесение в экосистемы в результате антропогенного воздействия не характерных для них видов живых организмов (бактерий, вирусов и др.), ухудшающих условия существования естественных биотических сообществ или негативно влияющих на здоровье человека. Особую опасность представляет биологическое загрязнение среды возбудителями инфекционных и паразитарных болезней. биологическое загрязнение приводят к непредсказуемым последствиям в поведении популяций возбудителей и переносчиков опасных для человека и животных болезней. Основными источниками биологического воздействия являются сточные воды предприятий пищевой и кожевенной промышленности, бытовые и промышленные свалки, кладбища, канализационная сеть, поля орошения и др. Из этих источников разнообразные органические соединения и патогенные микроорганизмы попадают в почву, горные породы и подземные воды
39. Экологические проблемы АЭС.
Экологические проблемы АЭС.
ü Тепловое загрязнение.
Тепловые потери АЭС в 1,5 раза больше, чем ТЭС аналогичной мощности, поэтому КПД атомных электростанций невелик (20-25%), и их работа сопровождается «сбросом» огромного количества теплоты в воздух и воду.
Тепловое загрязнение изменяет климат региона, где расположена АЭС. Увеличивается влажность воздуха, особенно в осеннее - зимний период, что неблагоприятно влияет на здоровье людей, на состояние посевов, лесов, зданий и сооружений, в том числе распределительных устройств и линий электропередач. Повышение температуры естественных водоемов, куда сбрасывают теплую воду из систем охлаждения станций, приводит к снижению концентрации растворенного в воде кислорода, что угнетает развитие рыбной молоди и приводит к гибели рыбы. В нагретой теплой воде водоемов происходит бурное развитие сине – зеленых водорослей, наступает цветение воды, это явление делает невозможным использование таких водоемов для питьевого водоснабжения.
ü Наличие радиоактивных отходов.
Экологические проблемы возникают на всех этапах топливного цикла.
Урановая руда добывается на рудниках подземным или открытым способом. Как и любая другая отрасль горнодобывающего производства, она ухудшает окружающую среду, выводя из хозяйственного использования значительные территории, изменяя ландшафт и гидрологический режим, загрязняя воздух, почву, поверхностные и подземные воды. Отходы на стадии добычи и первичной переработки природного урана очень велики.
Использование воды в процессах добычи урановой руды и ее первичной переработки создает проблему безопасного хранения и утилизации жидких отходов, содержащих токсичные радиоактивные вещества. Из резервуаров для хранения жидких отходов радиоактивные вещества могут попасть в грунтовые воды и расположенные рядом водоемы.
При нормальном функционировании АЭС определенное количество радионуклидов выделяется в воздух.
Небольшое количество радионуклидов поступает в водоем вместе со сбрасываемой водой.
Хотя эти радиоактивные выбросы в воздух и воду при нормальной работе АЭС невелики, благодаря аккумулирующему эффекту они могут оказывать неблагоприятное воздействие на живые организмы, на людей, работающих на станции или живущих в зоне ее расположения.
Твердые и жидкие отходы, возникающие при регенерации ядерного топлива, обладают очень высокой радиоактивностью и требуют специальной переработки и специального захоронения в целях обеспечения безопасности.
ü Радиоактивные излучения.
Радиоактивные излучения – самая главная опасность атомной энергетики, существующая на всех этапах топливного цикла и работы АЭС. Радиоактивные излучения оказывают пагубное воздействие на все живые организмы.
Механизм биологического действия излучения сложен и до конца не изучен.
Под действием радиации поражаются клетки тканей, прежде всего их ядра, нарушаются способность клеток к делению и обмен веществ в них. Наиболее чувствительны к радиационному воздействию кроветворные органы (костный мозг, селезенка, лимфатические железы), эпителий слизистых оболочек (кишечника), щитовидная железа. В результате действия радиоактивных излучений на органы человека возникают тяжелейшие заболевания: лучевая болезнь, злокачественные опухоли, приводящие нередко к смертельному исходу. Облучение оказывает сильное влияние на генетический аппарат, приводя к появлению потомства с уродливыми отклонениями или врожденными тяжелыми заболеваниями организма.
Специфическая особенность радиоактивных излучений: они не воспринимаются органами чувств человека и даже при смертельных дозах не вызывают болевых ощущений в момент облучения, в этом – их коварство.
Радиоактивные отходы: современные проблемы и один из проектов их решения.
Ядерная энергетика, широко используемая в последние десятилетия, оставляет много радиоактивных отходов: в основном, это отработанное ядерное топливо реакторов АЭС и подводных лодок, а также надводных кораблей Военно-морского флота. Эти отходы накапливаются и представляют радиоактивную опасность для обширных районов России и сопредельных стран. Что делать с этими отходами?
Несколько отечественных физико-технических институтов разработали проект их захоронения, в основу которого положен подземный взрыв. Предлагается осуществить его на острове Новая Земля, в зоне вечной мерзлоты, на глубине 600 м. Там имеются заброшенные выработанные шахты и штольни, их-то и можно специально подготовить и разместить в них отработанные твэлы с АЭС, реакторы лодок, отходы ядерных предприятий. Пространство между опасным «мусором» планируется заполнить материалом, способным резко снизить излучение. После ядерного взрыва в штольне должно образоваться стеклообразное вещество, которое явится хорошим барьером для ядерных излучений. В результате одного такого взрыва может быть превращено в стекловидную массу до 100 т радиоактивных отходов.
41. Влияние транспорта
Почти половина автомобилей сосредоточена в США. Здесь от автокатастроф и аварий погибает около 40 тыс. людей в год (в десять раз больше, чем от кораблекрушений, авиа - и железнодорожных катастроф, вместе взятых). В ФРГ ежегодно погибает около 15 тыс., в Японии — 7, а на всем земном шаре — 250 тыс. человек. Различных животных под колесами машин погибает в США около 350 млн особей, в ФРГ — более 250. В Австрии подсчитали, что всей моторизованной техникой зайцев уничтожается больше, чем отстреливается охотниками. А пробежавшим 10 тыс. км автомобилем сбивается более 1,5 млн насекомых. Все это только видимый ущерб, наносимый автомобилем органической жизни. Неявные потерн (от заболеваний, вызванных загрязнением среды) еще не подсчитаны. Известно лишь, что автотранспортом «производится» большая часть загрязнений воздуха углеводородами, углекислым газом и окислами азота. Много привносит он в среду и свинца. А от стирания покрышек каждая машина ежегодно выбрасывает в воздух около 10 кг пыли. В пересчете на мировой автопарк — более 3,5 млн т в год. Такого количества пыли не дает никакой другой подвижной источник, кроме разве человека (с нашей кожи ежеминутно опадает около 50 тыс. невидимых частичек, которые, к примеру, составляют 9/10 комнатной пыли). Добавим, что при движении автомобиль «похищает» из воздуха и самую ценную его часть — кислород. А уж если он остановился и не выключил двигателя, то хищение это совершается в особо крупных размерах: на холостом ходу двигатель сжигает около 60 л кислорода в час.
В сумме загрязнений воздуха доля «транспортных» различна в разных странах. В городах США она составляет около двух третей. Объемы загрязнений зависят в основном от грузоподъемности автомобиля, типа двигателя, режима его работы. Автомобиль средней грузоподъемности с карбюраторным двигателем за год выбрасывает в 10 раз больше углекислого газа, углеводородов и окислов азота, чем легковой автомобиль малого класса. Массовые выделения от карбюраторного двигателя в два с лишним раза больше, чем от дизельного, который, однако, больше выбрасывает окислов азота и сажи, «богатой» канцерогенными веществами. Последний отличается и повышенной шумностью рабочего процесса.
При работе двигателей на холостых оборотах или при небольших скоростях увеличиваются выбросы углекислого газа, углеводородов, но снижаются — окислов азота. Оттого в центральных частях городов загрязненность воздуха первыми компонентами в 3 — 4 раза большая, чем на скоростных магистралях, где в 1,5 раза больше загрязненность азотом.
Снижение загрязнений оптимизацией работы двигателей, скоростями автотранспорта затруднено тем, что в центрах крупных городов интенсивность движения удваивается примерно каждые 10 — 15 лет. Автомобили начинают мешать друг другу: чем их больше, тем медленнее их движение. А потенциально возможные их скорости все возрастают. Сотни, тысячи инженеров, техников, рабочих небезуспешно трудятся над тем, чтобы конечная, обозначающая предельную скорость цифра на спидометре была все больше и больше. А у аналогичных цифр на дорожных знаках — тенденция противоположная. Они все больше сдерживают стремительный бег машины. В Швейцарии, например, проведя исследование, установили, что уменьшение скорости на 10 км приводит к сокращению автопроисшествий на 10%. И снизили допустимую в городах скорость автотранспорта с 60 до 50 км/ч.
Такой вот получается парадокс. И не один. Другой — в том, что, чем чаще наращиваем мы скорость, тем чаще приходится ее гасить. Тормозить, стирая резину, сжигая колодки, загрязняя воздух пылью, теплом, шумом и выбрасывая затраченные на достижение скорости топливно - энергетические ресурсы. А. Кабаков, автор книги «В поисках потерянных сокровищ», подсчитал, что тормозящий каждую секунду мировой автопарк выбрасывает в воздух столько же энергии, сколько производит ее за тот же срок страна, подобная Англии.
42. Производственная среда
Вредные и опасные производственные факторы
Классификация вредных и опасных производственных факторов регламентирована руководством Минздрава России "Гигиенические критерии и классификации условий труда по показателям вредности и опасности факторов в производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса", а также ГОСТами.
В соответствии с этими документами вредными факторами производств являются:
.физические факторы: температура, влажность, скорость движения воздуха, тепловое излучение, магнитное излучение, электростатистические и электромагнитные поля, ионизирующие изучения, шум, ультразвук, инфразвук, вибрация, освещение.
2.химические факторы: некоторые вещества биологической природы (антибиотики, витамины и т.д.), получаемые химическим синтезом, для контроля которых применяется метод химического анализа.
.биологические факторы: микроорганизмы, бактерии, грибки.
.факторы тяжести трудового процесса: это характеристика трудового процесса, отражающая нагрузку на опорно-двигательный аппарат и функциональные системы организма, обеспечивающие его деятельность.
Тяжесть труда характеризуется физической динамической нагрузкой, массой поднимаемого и переносимого груза, общим числом однотипных движений, формой позы, степенью наклона тела и перемещением в пространстве.
.факторы напряженности труда: характеристика трудового процесса, отражающая нагрузку на ЦНС, органы чувств и эмоциональную сферу работника. К этим факторам относят инт-ные факторы, эмоциональные нагрузки, монотонность труда.
Опасные производственные факторы - это факторы среды и трудового процесса, которые м/б причиной острого заболевания, резкого ухудшения здоровья или смерти.
Исходя из гигиенических критериев, условия труда подразделяются на 4 класса:
. оптимальные условия труда.
. допустимые условия труда.
. вредные условия труда.
. опасные условия труда.
Результаты гигиенической оценки условий тр оформляются протоколами лабораторных исследований и заносятся в карты аттестации раб мест по условиям тр.
Вредные вещества - это вещества, которые при контакте с организмом человека в случае нарушения требований безопасности могут вызвать производственные травмы, профессиональные заболевания или отклонения здоровья, обнаруживаемы современными методами как в процессе работы, так и в отдельные сроки жизни настоящего или последующих поколений.
2. Виды опасных факторов производственной среды и их влияние на организм человека
В процессе труда в производственном помещении человек находится под влиянием определенных условий, или микроклимата ? климата внутренней среды этих помещений.
Микроклимат производственных помещений - метеорологические условия производственной среды помещений, которые оказывают влияние на тепловую стабильность организма человека в процессе труда. Микроклиматические условия на рабочих местах производственных помещений - важнейший санитарно-гигиенический фактор, от которого во многом зависит состояние здоровья и работоспособность человека.
Микроклимат на рабочем месте зависит от ряда многих факторов, в том числе таких, как теплофизические особенности технологического процесса и вида используемого оборудования, климат, сезон или период года, число работников, а также условий отопления и вентиляции, размеров и состояния производственного помещения и др. Микроклимат, особенно температура воздуха и тепловое излучение, может меняться на протяжении рабочей смены, быть различным на отдельных участках одного и того же цеха.
Кроме этих параметров, являющихся основными, не следует забывать об атмосферном давлении, которое влияет на парциальное давление основных компонентов воздуха (кислорода и азота), а следовательно и на процесс дыхания.
Жизнедеятельность человека может проходить в довольно широком диапазоне давлений 734-1267 гПа (550-590 мм. рт. ст.). Однако здесь необходимо учитывать, что для здоровья человека опасно быстрое изменение давления, а не сама величина этого давления. Например, быстрое снижение давления всего на несколько гектопаскалей по отношению к нормальной величине 1013 гПа (760 мм. рт. ст.) вызывает болезненное ощущение.
производственная среда вредный здоровье
Необходимость учета основных параметров макроклимата может быть объяснена на основании рассмотрения теплового баланса между организмом человека и окружающей средой производственных помещений.
Величина тепловыделения организмом человека зависит от степени физического напряжения в определенных метеорологических условиях и составляет от 85 (в состоянии покоя) до 500 Дж/с (тяжелая работа).
Человек постоянно находится в процессе теплового взаимодействия с окружающей средой. Для того чтобы физиологические процессы в его организме протекали нормально, выделяемая организмом теплота должна отводиться в окружающую человека среду.
Соответствие между количеством этой теплоты и охлаждающей способностью среды характеризует её как комфортную. В условиях комфорта у человека не возникает беспокоящих его температурных ощущений холода или перегрева.
Отдача теплоты организмом человека в окружающую среду происходит в результате теплопроводности через одежду, конвекции у тела, излучение на окружающие поверхности, испарение влаги с поверхности кожи. Часть теплоты расходуется на нагрев вдыхаемого воздуха.
Количество теплоты, отдаваемое организмом человека различными путями зависит от величины того иди иного параметра микроклимата. Так, теплоотдача конвекцией зависит от температуры окружающего воздуха и скорости его движения на рабочем месте. Отдача теплоты за счет испарения зависит от относительной влажности и скорости движения воздуха.
При изменении температуры воздуха, скорости его движения и влажности, при наличии вблизи человека нагретых поверхностей в условиях физической работы и т.д. эти соотношения существенно изменяются. Способность человеческого организма поддерживать постоянную температуру при изменении параметров микроклимата и при выполнении различной по тяжести работы называется терморегуляцией. Для теплового самочувствия человека важно определенное сочетание температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне.
Влияние на тепловое самочувствие человека в жарком помещении движение воздуха способствует увеличению отдачи теплоты организму и улучшает его состояние, но оказывает неблагоприятное воздействие при низкой температуре воздуха в холодный период года.
Минимальная скорость движения воздуха, ощущаемая человеком, составляет 0,2 м/с. В зимнее время года скорость движения воздуха не должна превышать 0,2-0,6 м/с, а летом - 0,2-1,0 м/с. В горячих цехах допускается увеличение скорости обдува рабочих до 3,5 м/с.
При воздействии высокой температуры воздуха, интенсивность теплового излучения возможен перегрев организма, который характеризуется повышением температуры тела, обильным потовыделением, учащением пульса и дыхания, резкой слабостью, головокружением и в тяжелых случаях - появлением судорог и возникновением теплового удара.
Особенно неблагоприятные условия возникают в том случае, когда наряду с высокой температурой в помещении наблюдается повышенная влажность, ускоряющая возникновение перегрева организма. Вследствие резких колебаний температуры в помещении, обдувания холодным воздухом (сквозняки) на производстве имеют место простудные заболевания.
В соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 устанавливаются оптимальные и допустимые метеорологические условия для рабочей зоны помещения, при выборе которых учитываются:
) время года - холодный и переходный периоды со среднесуточной температурой наружного воздуха ниже 10°С; теплый период с температурой 10°С и выше;
) категория работы, все работы по тяжести подразделяются на категории:
а) легкие физические работы с энергозатратами до 172 Дж/с (100 ккал/ч);
б) физические работы средней тяжести с энергозатратами 172-293 Дж/с (150-250 ккал/ч), например, в механосборочных, механизированных литейных, прокатных, термических цехах и т.п.;
в) тяжелые физические работы с энергозатратами более 293 Дж/с,
Работы, связанные с систематическим физическим напряжением и переносом значительных (более 10 кг) тяжестей это - кузнечные цехи с ручной ковкой, литейные с ручной набивкой и заливкой опок и т.п.
) характеристика помещения по избыткам явной теплоты. Все производственные помещения делятся на помещения с незначительными избытками явной теплоты, приходящиеся на 1 м3 объема помещения, 23,2 Дж/м 3. с и менее, и со значительными избытками - более 23,2 Дж/м 3. с.
Явная теплота - теплота, поступающая в рабочее помещение от оборудования, отопительных приборов, нагретых материалов, людей и других источников, в результате инсоляции и воздействующая на температуру воздуха в этом помещении.
К избыткам явной теплоты (избыточному тепловому потоку) относятся остаточные количества явной теплоты за вычетом теплопотерь, поступающие в помещение после осуществления всех технологических, строительных и санитарно-технических мероприятий по их уменьшению теплоизоляция нагретых поверхностей, герметизация оборудования, устройство местных отсосов нагретого воздуха. Величину избытка явной теплоты определяют на основании баланса теплоты в помещении по формуле:
43. Выходы из кризиса
Первым экологическим кризисом считается кризис присваивающего хозяйства. Выход из кризиса был найден в переходе на коллективную охоту и разделением труда между участниками.
Второй кризис связан с перепромыслом крупных зверей. Выход был найден в переходе от присваивающего хозяйства к производящему. Развитие сельского хозяйства определило прогресс человечества на тысячелетия.
Третий кризис связан с полным сведением лесов и чрезмерной нагрузки примитивного земледелия.
Четвертый кризис связан с научно технической революцией.
Пути выхода из глобального экологического кризиса
Анализ экологического и социально-экономической обстановки РФ позволяет выделить 5 основных направлений выхода РФ из глобального экологического кризиса.
Экология технологий
Развитие и совершенствование экономики механизма охраны окружающей среды
Административно-правовое направление
Эколого-просветительное
Международно-правовое
Все компоненты биосферы охранять надо не по отдельности, а в целом как единую природную систему. Согласно федерального закона об «охране окружающей среды» (2002г.) основными принципами охраны окружающей среды является:
Соблюдение прав человека на благоприятную окружающую среду.
Рациональное и не расточительное природопользование
Сохранение биологического разнообразия
Платность природопользования и возмещение вреда окружающей среде
Обязательное проведение государственной экологической экспертизы
Приоритет сохранения естественных экосистем природных ландшафтов и комплексов
Соблюдение прав каждого на достоверную информацию о состоянии окружающей среды
Важнейшим природоохранным принципом является научно – обоснованное сочетание экономических, экологических и социальных интересов (1992г.)
Международная конференция ООН в Рио-де-Жанейро.
44. Экологизация пром предпр
Концепция энергосбережения и экологизации промышленных предприятий
Вторник, Сентябрь 18th, 2012
Изложены общие положения о состоянии энергосбережения в стране и некоторые оценки энергии, полезно используемой в промышленности. Предложена методика подхода к оценке мероприятий по экономии энергии и экологизации промышленных предприятий. В настоящее время в России на единицу выпускаемой продукции расходуется в 3 раза больше энергоносителей, чем в индустриально развитых странах мира, что делает нашу экономику неконкурентоспособной не только на мировом, но и на внутреннем рынке, стимулируя импорт промышленных и потребительских товаров и экспорт сырья. Проблема высокой энергоемкости производства усугубляется исключительно низким уровнем полезного использования энергетических ресурсов. На всех этапах добычи, переработки, преобразования, транспортировки и распределения энергии первичных источников и на всех ступенях использования энергии в материальном производстве и сфере услуг теряется в среднем ПОДОБН90% энергии. Несомненный теоретический и практический интерес представляет экологизация промышленных предприятий, интенсивно потребляющих топливно-энергетические ресурсы (ТЭР), на базе разработанных эффективных способов снижения расхода ТЭР, новых энергосберегающих технологий и конструкций пылегазоочистного оборудования для снижения техногенной нагрузки на окружающую среду. Концепция экологизации промышленных предприятий основана на использовании вторичных энергетических ресурсов, в том числе тепловых выбросов в атмосферу, поэтапном внедрении разработанных эффективных технологий энергосбережения и утилизации тепла, локальной оптимизации режимов самих энергоустановок и эффективных средств и технологий, направленных на интенсивное энергосбережение, а также на применение эффективных технологий и средств очистки выбросов. Поэтапная экологизация промышленных предприятий обеспечивает одновременное повышение как экологической, так и энергетической эффективности. Интенсивное энергосбережение, потенциально обеспечивая крупномасштабное снижение расхода топлива (и тем самым сокращая выход продуктов сгорания в окружающую среду), стимулируя безотходное использование сырьевых материалов и конечных продуктов (уменьшая при этом отходы производства), выступает как мощный фактор возможной глубокой нейтрализации вредного воздействия производственных систем на окружающую среду. Для проведения поэтапной экологизации промышленных предприятий авторами разработаны технологии энергосбережения и утилизации низкопотенциального тепла, а также технологии и средства защиты окружающей среды, которые успешно прошли опытно-промышленные испытания. В настоящее время ведутся работы по созданию банка данных о новых энергосберегающих технологиях и оборудовании для всех отраслей промышленного и сельского хозяйства.
45. Методы очистки пром выбросов
Теплоэнергетика, промышленные производства (химической, металлургической, горно-обогатительной и других отраслей) автомобильный и прочий транспорт, использующий двигатели внутреннего сгорания являются источниками загрязнения атмосферного воздуха. Они выбрасывают широкий спектр токсичных соединений в различных сочетаниях, таких как угарный газ, сажа, алифатические и ароматические углеводороды различных классов, спирты, кетоны, эфиры, альдегиды, гетеросоединения, оксиды азота, и пр. Основными газообразными веществами, загрязняющими атмосферу, в настоящее время являются диоксид серы, оксиды азота, углеводороды и монооксид углерода.
На сегодняшний день складывается такая ситуация, когда проблема доочистки органических выбросов в атмосферу характерны только для предприятий, чье производство размещено в пределах городской черты. При этом инициатива в принятии решения о приобретении установок по доочистке принадлежит самим производственникам, так как практически все производители укладываются в рамки предельно допустимых выбросов (ПДВ). Вследствие чего любые природоохранные мероприятия становятся практически экономически не целесообразными. В целом для промышленности РФ характерно использование устаревших технологий и изношенного парка технологического оборудования, что усиливает количество выбросов в атмосферу. Производственные мощности предприятий недозагружены, что также позволяет пока производителям укладываться в нормативы выбросов. В тоже время эксперты Greenpeace предсказывают экологическую катастрофу, которая может разразиться на фоне наметившегося экономического роста именно из-за использования устаревших технологий и изношенного оборудования.
Для снижения концентраций вредных органических компонентов и оксида углерода в выбросах промышленных газов наиболее широко применяют адсорбционный, термический и каталитический методы. Выбор методов очистки во многом определяется составом газов, их концентрацией и учётом материального ущерба наносимого их присутствием в воздухе, в количестве, превышающем ПДК.
Адсорбционные методы очистки газовых выбросов
Адсорбционные методы — одни из самых распространенных средств защиты воздушного бассейна от загрязнений. В процессе адсорбции очищаемые газы проходят через неподвижный или находящийся в псевдоподвижном состоянии слой адсорбента. После насыщения материал адсорбента обычно регенерируют.
После проведения десорбции примеси не утилизируются, а подвергаются термическому или каталитическому дожиганию. Этот способ применяют для очистки отходящих газов химико-фармацевтических и лакокрасочных предприятий, предприятий пищевой промышленности и ряда других производств. Такую разновидность адсорбционной очистки используют при низких концентрациях загрязняющих веществ или большом количестве различных загрязнителей в очищаемых газах.
Можно констатировать, что адсорбционные методы являются одними из самых универсальных методов очистки газов от разнообразных вредных компонентов, присутствующих в отходящих газах различных промышленных производств, однако они требуют больших капитальных затрат, материалоемки и не обеспечивают в ряде случаев требуемой степени очистки выбросов.
Термический дожиг для обезвреживания газовых выбросов
Другим методом очистки газовых выбросов является термический дожиг органических соединений, в газовом факеле при высокой температуре (800–11500C). Этот метод требует дополнительного топлива и дорогостоящего пожаровзрывоопасного оборудования, применения специальных материалов и жестких требований к конструкции, выдерживающей высокие температуры.
Термический дожиг при высоких температурах применяется для очистки от трудноокисляемых органических смесей, в том числе в присутствии твёрдых веществ (сажа, древесная пыль и др. ). При наличии в смеси соединений, содержащих серу, фосфор, галогены, последние превращаются в высокотоксичные соединения. При использовании термического метода, несмотря на высокую степень окисления органических веществ, не всегда удаётся обеспечить ПДК образующегося оксида углерода в воздухе, поэтому в ряде случаев этот метод используется только на первой ступени очистки. Термические установки просты в обслуживании, однако себестоимость очистки 1000 м3 газа при термическом обезвреживании достаточно высока.
Термокаталитический метод обезвреживания газовых выбросов (применяемый ЗАО "ЭКАТ")
Термокаталитический метод за счёт снижения температуры процесса до 200–400 0С в 2–2.5 раза дешевле термического из-за уменьшения расхода энергии на подогрев газов. Этот метод применяется для очистки газов, содержащих CO, органические соединения, и обеспечивает более полное удаление примесей (97–99.9%), чем термическое дожигание.
Каталитическое окисление в стационарном режиме протекает при более низких температурах, чем воспламенение органических веществ, что повышает безопасность очистки. Каталитическое дожигание органических веществ и оксида углерода является одним из наиболее перспективных методов газоочистки, так как даёт возможность перерабатывать многокомпонентные газы с малыми начальными концентрациями вредных примесей, добиваться высоких степеней очистки, вести процесс непрерывно, избегать в большинстве случаев образования вторичных загрязнителей.
Основные преимущества каталитического способа сжигания по сравнению с ближайшим аналогом — термическим, заключаются в его высокой эффективности, экономичности и отсутствии вредных побочных явлений. В последние годы потребность в катализаторах для нужд охраны окружающей среды за рубежом возрастает быстрыми темпами. Массово используются установки каталитической очистки газов для различных отраслей промышленности, в то время как на территории СНГ насчитывается несколько десятков работающих установок каталитической очистки газов в основном зарубежного производства.
46. Методы очистки сточных вод
Очистка сточных вод — комплекс мероприятий по удалению загрязнений, содержащихся в бытовых и промышленных сточных водах. Обычно осуществляется в КОС установках.[источник не указан 297 дней][источник не указан 297 дней]:
Процесс очистки делится на 4 этапа:
механический
биологический
физико-химический
дезинфекция сточных вод.
Содержание [убрать]
1 Механический этап
2 Биологический этап
3 Физико-химический этап
4 Дезинфекция сточных вод
5 Мобильные устройства водоочистки
6 Термическая утилизация
7 См. также
8 Ссылки
9 Примечания
Механический этап[править | править исходный текст]
Производится предварительная очистка поступающих на очистные сооружения сточных вод с целью подготовки их к биологической очистке. На механическом этапе происходит задержание нерастворимых примесей[источник не указан 297 дней].
Сооружения для механической очистки сточных вод:
решётки (или УФС — устройство фильтрующее самоочищающееся) и сита;
песколовки;
первичные отстойники;
мембранные элементы;
септики.
Для задержания крупных загрязнений органического и минерального происхождения применяются решётки и для более полного выделения грубодисперсных примесей — сита. Максимальная ширина прозоров решётки составляет 16 мм. Отбросы с решёток либо дробят и направляют для совместной переработки с осадками очистных сооружений, либо вывозят в места обработки твёрдых бытовых и промышленных отходов.
Затем стоки проходят через песколовки, где происходит осаждение мелких частиц (песок, шлак, битого стекла т. п.) под действием силы тяжести, и жироловки, в которых происходит удаление с поверхности воды гидрофобных веществ путём флотации. Песок из песколовок обычно складируется или используется в дорожных работах.
В последнее время мембранная технология становится перспективным способом при очистке сточных вод[источник не указан 297 дней]. Эта технология применяется в комплексе с традиционными способами, для более глубокой очистки стоков и возврата их в производственный цикл.
Очищенные таким образом сточные воды переходят на первичные отстойники для выделения взвешенных веществ. Снижение БПК составляет 20-40 %[источник не указан 297 дней].
В результате механической очистки удаляется до 60-70 % минеральных загрязнений, а БПК5 снижается на 30 %. Кроме того, механическая стадия очистки важна для создания равномерного движения сточных вод (усреднения) и позволяет избежать колебаний объёма стоков на биологическом этапе.
Биологический этап[править | править исходный текст]
Биологическая очистка предполагает деградацию органической составляющей сточных вод микроорганизмами (бактериями и простейшими)[источник не указан 297 дней].
На данном этапе происходит минерализация сточных вод, удаление органического азота и фосфора, главной целью является снижение БПК.
Могут использоваться как аэробные, так и анаэробные микроорганизмы.
С технической точки зрения различают несколько вариантов биологической очистки. На данный момент основными являются активный ил (аэротенки), биофильтры и метантенки (анаэробное брожение).
Первичные отстойники, куда на этом этапе попадает вода, предназначены для осаждения взвешенной органики. Это железобетонные резервуары глубиной пять метров и диаметром 40 и 54 метра. В их центры снизу подаются стоки, осадок собирается в центральный приямок проходящими по всей плоскости дна скребками, а специальный поплавок сверху сгоняет все более легкие, чем вода, загрязнения в бункер.
Также в биологической очистке, после первичных отстойников и аэротенков существует вторая линия радиальных отстойников. Во вторичных отстойниках находятся илососы. Они предназначены для удаления активного ила со дна вторичных отстойников очистных сооружений промышленных и хозяйственных стоков.
Физико-химический этап[править | править исходный текст]
Данные методы используют для очистки от растворенных примесей, а в некоторых случаях и от взвешенных веществ. Многие методы физико-химической очистки требуют предварительного глубокого выделения из сточной воды взвешенных веществ, для чего широко используют процесс коагуляции.
В настоящее время в связи с использованием оборотных систем водоснабжения существенно увеличивается применение физико-химических методов очистки сточных вод, основными из которых являются:
— флотация;
— сорбция;
— центрифугирование;
— ионообменная и электрохимическая очистка;
— гиперфильтрация;
— нейтрализация;
— экстракция;
— эвапорация;
— выпаривание, испарение и кристаллизация.
Важным этапом при очистке сточных вод является механическое обезвоживание осадка. На данный момент существует несколько технологий обезвоживания - с помощью камерных фильтр-прессов, с помощью ленточных прессов и с помощью центрифуг (декантеров). Каждая технология имеет свои плюсы и минусы (занимаемая площадь, энергопотребление, стоимость и тп). При обезвоживании обычно используют реагент (флокулянт) для увеличения эффективности обезвоживания. В настоящее время широкое применение получает использование центрифуг для обезвоживания. Качество разделения жидкой и твердой фракции самое высокое из вышеупомянутых технологий.
Дезинфекция сточных вод[править | править исходный текст]
Для окончательного обеззараживания сточных вод предназначенных для сброса на рельеф местности или в водоем применяют установки ультрафиолетового облучения.
Для обеззараживания биологически очищенных сточных вод, наряду с ультрафиолетовым облучением, которое используется, как правило, на очистных сооружениях крупных городов, применяется также обработка хлором в течение 30 минут.
Хлор уже давно используется в качестве основного обеззараживающего реагента практически на всех очистных городов в России. Поскольку хлор довольно токсичен и представляет опасность очистные предприятия многих городов России уже активно рассматривают другие реагенты для обеззараживания сточных вод такие как гипохлорит, дезавид и озонирование.
Мобильные устройства водоочистки[править | править исходный текст]
Наряду со стационарными станциями очистки сточных вод в случаях, когда имеется потребность в очистке небольших их объёмах или не постоянно, применяются мобильные станции водоочистки. Как правило, они состоят из барботёра, угольного фильтра, ёмкости обеззараживания и циркуляционного насоса.
Термическая утилизация[править | править исходный текст]
Факельная установка ГФУ-5 сжигает стоки на месторождении Медвежье. 2009
В ряде случаев механическая и химреагентная очистка не даёт необходимых результатов. Альтернативой является термическая утилизация технологических сточных вод путём их сжигания в печах, горелках и различного рода установках. За рубежом наибольшее распространение получили печи термического разложения (более совершенные, но дорогостоящие). В России широко используется огневой метод — универсальный, надежный и недорогой.
Суть его заключается в том, что технологические стоки в распыленном мелкодисперсном состоянии впрыскиваются в факел, образуемый при сжигании газообразного или жидкого топлива. При этом происходит испарение воды, а вредные примеси разлагаются (сгорают) до безвредных составляющих (СО2 и Н2О).[1]
47. Утилизация промышленных отходов
Существует прямая зависимость между уровнем развития общеста и количеством отходов,
образующихся в процессе его жизнедеятельности. Промышленные отходы становяться
насущной проблемой для современных больших городов.
Промышленные отходы — это остатки материалов, сырья, полуфабрикатов, веществ, образующиеся в результате технологических процессов предприятий и утратившие полностью или отчасти свои потребительские характеристики. Различают следующие виды промышленных отходов:
Твердые промышленные отходы — нетоксичные твердые вещества, остающиеся от деятельности производственных и торговых предприятий. Это относительно однородные продукты, не требующие расщепления: пластик, картон, бумага, деревянная стружка и другие.
Жидкие промышленные отходы — либо текучие вещества, остающиеся после производственного процесса (бензин, мазут, лаки, масла, спирт и т. д.), либо сточные воды, содержащие такие вещества.
Токсичные промышленные отходы — образующаяся при технологическом процессе смесь, которая в силу своей физиологической активности может оказывать неблагоприятное воздействие на организмы людей, животных, растений, окружающей среды в целом. Бывают как в твердом, так и жидком виде.
Утилизация промышленных отходов представляет собой опасный и сложный процесс, и поэтому осуществить его самостоятельно не стоит и пытаться. Для того, чтобы правильно и без риска собрать, вывезти, обезвредить, разместить и переработать промышленные отходы, необходим обученный персонал, профессиональное оборудование, большой опыт и специальная лицензия.
Те методы утилизации загрязняющих веществ которые мы используем исключают возможность захоронения промышленных отходов. Наличие специального автотранспорта делают наши услуги по транспортировки в глазах клиентов более качественными. Переработка бытовых и промышленных отходов это наш профиль!
Экологическое предприятие «ЭкоПроф» обладает всеми этими ресурсами и готово взять на себя ответственность по утилизации промышленных отходов вашего предприятия.
Утилизация промышленных отходов представляет собой опасный и сложный процесс, и поэтому осуществить его самостоятельно не стоит и пытаться. Для того, чтобы правильно и без риска собрать, вывезти, обезвредить, разместить и переработать промышленные отходы, необходим обученный персонал, профессиональное оборудование, большой опыт и специальная лицензия.
Те методы утилизации загрязняющих веществ которые мы используем исключают возможность захоронения промышленных отходов. Наличие специального автотранспорта делают наши услуги по транспортировки в глазах клиентов более качественными. Переработка бытовых и промышленных отходов это наш профиль!
Утилизация бытового мусора
К промышленным отходам твердого типа, принято причилсясть отходы, которые образуются в местах жительства людей. ТБО различаются по источникам их производства и составным компонентам, по классу опасности и методам их переработки( см Федеральный классификационный каталог отходов - ФККО). В ФККО используется определение "твердые коммунальный отходы".
Утилизация ПО представляет из себя комплекс действий, который включает в себя:
Сбор отходов;
Целевое использование;
Обезвреживание отходов;
Перевозка;
Размещение и переработка отходов;
Экологическое предприятие «ЭкоПроф» обладает всеми этими ресурсами и готово взять на себя ответственность по утилизации промышленных отходов вашего предприятия.
49. экологический паспорт
Экологический паспорт предприятия.
Экологический паспорт предприятия - нормативно-технический документ, содержащий характеристику взаимоотношений предприятия с окружающей средой. Содержит общие сведения о предприятии, используемом сырье, описание технологических схем выработки основных видов продукции, схем очистки сточных вод и аэровыбросов и т.д., а также перечень планируемых мероприятий, направленных на снижение нагрузки на окружающую среду. Экологический паспорт промышленного предприятия используется в целях государственного экологического контроля.
ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ПАСПОРТ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ.
Основные положения
ГОСТ 17.0.0.04-90
Дата введения 15.10.90.
Настоящий стандарт устанавливает основные требования к построению, изложению, оформлению и содержанию экологического паспорта предприятия с целью определения влияния предприятия на окружающую среду и контроля соблюдения им природоохранных норм и правил в процессе хозяйственной деятельности. Термины, применяемые в стандарте, и пояснения к ним приведены в приложении 1.
1. Общие положения
1.1. экологический паспорт промышленного предприятия (далее предприятия) - нормативно-технический документ, включающий данные по использованию предприятием ресурсов (природных, вторичных и др.) и определению влияния его производства на окружающую среду.
1.2. экологический паспорт предприятия представляет комплекс данных, выраженных через систему показателей, отражающих уровень использования предприятием природных ресурсов и степень его воздействия на окружающую среду.
1.3. В соответствии с действующим законодательством предприятие в своей деятельности по использованию природных ресурсов и воздействию на окружающую среду, планированию и проведению природоохранных мероприятий подконтрольно местному Совету народных депутатов и органам Государственного комитета СССР по охране природы.
1.4.
экологический паспорт
разрабатывает предприятие за счет его средств и утверждает руководитель предприятия по согласованию с Советом народных депутатов и территориальным органом Государственного комитета СССР по охране природы, где он регистрируется. 1.5. Основой для разработки экологического паспорта являются основные показали производства, проекты расчетов ПДВ, нормы ПДС, разрешение на природопользование, паспорта газо- и водоочистных сооружений и установок по утилизации и использованию отходов, формы государственной статистической отчетности и другие нормативные и нормативно-технические документы.
1.6.
экологический паспорт
не заменяет и не отменяет действующие формы и виды государственной отчетности.
1.7. Для действующих и проектируемых предприятий составляют экологический паспорт по состоянию на 01.01.90 и дополняют (корректируют) его при изменении технологии производства, замене оборудования и т.п. в течение месяца со дня изменений, хранят на предприятии и территориальном органе Государственного комитета СССР по охране природы.
1.8. Заполнение всех форм экологического паспорта обязательно. Допускается включать дополнительную информацию по заполнению паспорта в соответствии с требованиями территориальных органов Госкомприроды СССР или по согласованию с ними.
1.9. Гриф экологического паспорта определяется руководством предприятия в установленном порядке.
2. Структура и содержание экологического паспорта предприятия
2.1. Экологический паспорт предприятия состоит из разделов, расположенных в следующей последовательности:
1) титульный лист;
2) общие сведения о предприятии и его реквизиты;
3) краткая природно-климатическая характеристика района расположения предприятия;
4) краткое описание технологии производства и сведения о продукции, балансовая схема материальных потоков;
5) сведения об использовании земельных ресурсов;
6) характеристика сырья, используемых материальных и энергетических ресурсов;
7) характеристика выбросов в атмосферу;
8) характеристика водопотребления и водоотведения;
9) характеристика отходов;
10) сведения о рекультивации нарушенных земель;
11) сведения о транспорте предприятия;
12) сведения об эколого-экономической деятельности предприятия.
2.2. Форма титульного листа экологического паспорта предприятия приведена в приложении 2.
2.3. Общие сведения о предприятии и его реквизиты приведены в приложении 3.
2.4. Краткая природно-климатическая характеристика района расположения предприятия включает:
характеристику климатических условий;
характеристику состояния, включая фоновые концентрации в атмосфере;
характеристику источников водозабора и приемников сточных вод, фоновый химический состав вод водных объектов.
2.5. Краткую характеристику производства, сведения о продукции приводят в соответствии с приложением 4 и должны иллюстрировать балансовой схемой материальных потоков.
2.6. Характер использования земельных ресурсов приводят в соответствии с приложением 5.
2.7. Характер сырья, используемых материальных и энергетических ресурсов приводят в соответствии с приложением 6.
2.8. Характеристика выбросов в атмосферу отражает состав, качественное и количественное содержание загрязняющих атмосферу веществ, содержащихся в выбросах предприятия (приложение 7). Отдельно в виде справки с указанием времени, объемов и состава приводят данные о залповых и аварийных выбросах в атмосферу загрязняющих веществ.
2.9. Характеристика водопотребления, водоотведения, состояния водоочистных сооружений отражает объемы, удельные нормативы, состав, качественные и количественные значения содержания загрязняющих веществ в сточных водах предприятия (приложение 8). Отдельно в виде справки с указанием времени, объемов и состава приводят данные о залповых и аварийных сбросах (сливах) загрязняющих веществ, в том числе в почву, водные объекты, канализационные сети, на очистные сооружения, отстойники, отдельные емкости и т.п.
2.10. Характеристику отходов, перечень полигонов и накопителей, предназначенных для захоронения (складирования) приводят в соответствии с приложением 9. Отдельно в виде справки с указанием времени, объема, состава и места приводятся данные о внеплановых и аварийных случаях сброса в почву, в водные объекты, вывоза, захоронения (складирования) загрязняющих веществ.
2.11. Сведения о рекультивации нарушенных земель с указанием целей рекультивации приводятся в приложении 10.
2.12. Сведения о транспорте предприятия приводят, включая внутризаводской, в соответствии с приложением II.
2.13. Оценка воздействия на окружающую среду осуществляется предприятием на основании действующих нормативно-технических документов.
2.14. Сведения об эколого-экономической деятельности предприятия включают данные о затратах на природоохранные мероприятия, их эффективности и основываются на действующих методах оценки. Данные о платежах предприятия за загрязнение окружающей среды, порядок определения и применения нормативов платы за выбросы (сбросы)
50. особенности расчета санитарно- защитной зоны промышленного предприятия
САНИТАРНО ЗАЩИТНАЯ ЗОНА. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
а) Санитарно-защитная зона (СЗЗ) - это территория, отделяющая предприятия, их отдельные здания и сооружения с технологическими процессами, являющимися источниками воздействия на среду обитания и здоровье человека, от жилой застройки, ландшафтно-рекреационной зоны, зоны отдыха, курорта. Санитарно-защитная зона является обязательным элементом любого объекта, который является источником воздействия на среду обитания и здоровье человека.
б) Санитарно-защитная зона - это особая функциональная зона, отделяющая предприятие от селитебной зоны либо от иных зон функционального использования территории с нормативно закрепленными повышенными требованиями к качеству окружающей среды.
Источниками воздействия на среду обитания и здоровье человека (загрязнение атмосферного воздуха и неблагоприятное воздействие физических факторов) в соответствии с СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 являются объекты, для которых уровни создаваемого загрязнения за пределами промплощадки превышают ПДК и/или ПДУ и/или вклад в загрязнение жилых зон превышает 0,1 ПДК.
Территория санитарно-защитной зоны (СЗЗ) предназначена для:
обеспечения снижения уровня загрязнения атмосферного воздуха, уровней шума и других факторов негативного воздействия до предельно допустимых значении за ее пределами на границе с селитебными территориями;
создания санитарно-защитного и эстетического барьера между территорией предприятия (группы предприятий) и территорией жилой застройки;
организации дополнительных озелененных площадей, обеспечивающих экранирование, ассимиляцию, фильтрацию загрязнителей атмосферного воздуха и повышение комфортности микроклимата.
Санитарно-защитная зона должна иметь последовательную проработку ее территориальной организации, озеленения и благоустройства на всех этапах разработки всех видов градостроительной документации, проектов строительства, реконструкции и эксплуатации отдельного предприятия или группы предприятий, зданий и сооружений промышленного назначения, транспорта, связи, сельского хозяйства, энергетики, опытно-экспериментальных производств, объектов коммунального назначения, спорта, торговли, общественного питания и др., являющихся источниками воздействия на среду обитания и здоровье человека.
Проекты организации СЗЗ разрабатываются для всех предприятий, являющихся источниками воздействия на среду обитания и здоровье человека, в первую очередь для тех, в пределах нормативных санитарно-защитных зон которых (установленных в соответствии с санитарной классификацией предприятия по СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03) расположена жилая застройка, детские дошкольные, средние и высшие учебные заведения, спортивные сооружения, зоны отдыха и другие объекты, при размещении которых должно обеспечиваться соблюдение требований к качеству окружающей среды.
Разработка проекта организации санитарно-защитной зоны (СЗЗ) выполняются с целью:
предотвращения или ослабления негативного воздействия производственных объектов на комфортность проживания и здоровье населения,
определения возможности сохранения предприятия, применяемой технологии и объемов производства продукции в условиях города,
принятия экономически и технически обоснованных, социально и экологически целесообразных проектных и строительных решений.
В проекте организации санитарно-защитной зоны:
обосновывается предлагаемая к установлению граница СЗЗ;
определяется достаточность ранее разработанных мероприятий и в случае необходимости разрабатываются новые мероприятия по охране атмосферного воздуха, благоустройству территории СЗЗ;
разрабатываются предложения по планировочной организации территории, обеспечивающие снижение негативного воздействия производственных объектов на жилую застройку до установления гигиенических нормативов.
Граница санитарно-защитной зоны определяется линией, ограничивающей территорию, за пределами которой нормируемые факторы воздействия не превышают установленных гигиенических нормативов.
Основанием для разработки проекта организации санитарно-защитной зоны в г. Москве могут являться:
для групп предприятий - распоряжение Правительства Москвы (по заказу Москомархитектуры и префектур административных округов);
для отдельных предприятий - распоряжение Правительства Москвы, приказ Главного государственного санитарного врача по городу Москве (по заказу предприятий, для которых разрабатывается проект СЗЗ).
Финансирование разработки проектов СЗЗ осуществляется за счет средств инвестора-заказчика.
В качестве разработчика проекта организации санитарно-защитной зоны может выступать специализированная организация, имеющая в своем составе специалистов, получивших экологическое образование.
Разработка проекта организации санитарно-защитной зоны предприятия (групп предприятий) выполняется на основании оформленного в установленном порядке договора (контракта) на создание проекта, представляющего собой перечень организационных, экономических и правовых положений, устанавливающих функционально-технологическое и юридическое закрепление обязательств, прав и ответственности сторон на период действия договора (контракта).
Договор (контракт) заключается специализированной (проектной) организацией с заказчиком проекта, которым могут быть непосредственно инвестор (прямой договор подряда или субконтракт) или иные юридические лица (договор субподряда или контракт), имеющие необходимые финансовые средства.
Утвержденный проект организации санитарно-защитной зоны является правовой основой для установления (изменения, отмены) границ СЗЗ как линий градостроительного регулирования территории.
Использование территории санитарно-защитной зоны осуществляется с учетом ограничений, установленных санитарными нормами и правилами СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03, Градостроительным кодексом Российской Федерации, градостроительными нормами и правилами и другими действующим правовыми актами.
В санитарно-защитных зонах устанавливаются ограничения на осуществление градостроительной деятельности.
Санитарными правилами и нормативами не допускается размещение следующих объектов на территории санитарно-защитных зон, предприятий других отраслей промышленности и в зоне их влияния:
1) В санитарно-защитной зоне:
объектов для проживания людей;
коллективных или индивидуальных дачных и садово-огородных участков;
спортивных сооружений, парков, образовательных и детских учреждений, лечебно-профилактических и оздоровительных учреждений общего пользования.
2) В границах санитарно-защитных зон и на территории предприятий других отраслей промышленности:
предприятия пищевых отраслей промышленности,
оптовые склады продовольственного сырья и пищевых продуктов,
комплексы водопроводных сооружений для подготовки и хранения питьевой воды.
3) В границах санитарно-защитных зон и на территории предприятий других отраслей промышленности, а также в зоне влияния их выбросов при концентрациях выше 0,1 ПДК для атмосферного воздуха:
предприятий по производству лекарственных веществ, лекарственных средств и (или) лекарственных форм,
складов сырья и полупродуктов для фармацевтических предприятий.
В границах санитарно-защитной зоны допускается размещать:
Сельхозугодья для выращивания технических культур, не используемых для производства продуктов питания.
Предприятия, их отдельные здания и сооружения с производствами меньшего класса вредности, чем основное производство. При наличии у размещаемого в СЗЗ объекта выбросов, аналогичных по составу с основным производством, обязательно требование отсутствия превышения гигиенических нормативов на границе СЗЗ и за ее пределами при совместном учете воздействий.
Пожарные депо, бани, прачечные, объекты торговли и общественного питания, мотели, гаражи, площадки и сооружения для хранения общественного и индивидуального транспорта, автозаправочные станции, а также связанные с обслуживанием данного предприятия здания управления, конструкторские бюро, учебные заведения, поликлиники, научно-исследовательские лаборатории, спортивно-оздоровительные сооружения для работников предприятия, общественные здания административного назначения.
Нежилые помещения для дежурного аварийного персонала и охраны предприятий, помещения для пребывания работающих по вахтовому методу, местные и транзитные коммуникации, ЛЭП, электрические подстанции, нефте- и газопроводы, артезианские скважины для технического водоснабжения, водоохлаждающие сооружения для подготовки технической воды, канализационные насосные станции, сооружения оборотного водоснабжения, питомники растений для озеленения промплощадки, предприятий и санитарно-защитной зоны.
Новые пищевые объекты в СЗЗ предприятий пищевых отраслей промышленности, оптовых складов продовольственного сырья и пищевой продукции при исключении их взаимного негативного воздействия.
Объекты, размещение которых в пределах СЗЗ разрешено, не должны занимать более 30%, ее территории.
51. Международное сотрудничество в области охраны окружающей среды
Международное сотрудничество в решении глобальных экологических проблем – это международная деятельность на правительственном и неправительственном уровнях, осуществляемая в рамках межгосударственных соглашений, международных программ ООН, ЮНЕСКО и др., экологических программ и проектов, осуществляемых частными и государственными экологическими фондами и направленных на объединение усилий государств, частных лиц и общественных объединений в преодолении глобальных экологических проблем человечества. Международное сотрудничество в области охраны окружающей природной среды регулируется международным экологическим правом, в основе которого лежат общепризнанные принципы и нормы. Высокая приоритетность экологического фактора в международных отношениях постоянно возрастает, что связано с ухудшением состояния окружающей среды.
Объекты международного сотрудничества в области охраны окружающей природной среды делятся на несколько групп. Так, выделяют национальные и международные объекты. К первым, то есть внутригосударственным, относятся недра, земля, воды, животный и растительный мир, которые находятся на территории государства. К международным объектам охраны окружающей среды относятся атмосферный воздух, Мировой океан, Антарктида и другие, которые не входят в юрисдикцию государств и не являются чьим-либо национальным достоянием. Они осваиваются и охраняются на основании различных конвенций, договоров, протоколов и других документов, отражающих совместные усилия международного сообщества. Основные принципы международного сотрудничества длительное время вырабатывались и формулировались мировым сообществом. Перечислим главные из них:
ан не должны безудержно эксплуатироваться другими государствами);
международно признанных критериев и параметров;
технологий;
Российская Федерация является активным участником международного сотрудничества в сфере обеспечения экологической безопасности. В настоящее время Россия участвует в многосторонних международных договорах, конвенциях и соглашениях об охране окружающей среды и природопользования со странами Европы, США, Азии. Одним из актуальных направлений в организации международного эколого-правового сотрудничества является прогнозирование возможностей возникновения и масштабов распространения новых техногенных факторов, оказывающих вредное влияние на экологическую обстановку, и разработка на данной основе системы мер по снижению степени негативного их воздействия на природную среду, климат, здоровье населения, духовные, социальные и прочие ценности человека и общества. Перспективной формой научно-технической интеграции с учетом обеспечения экологической безопасности может служить разработка многосторонних целевых программ сотрудничества, ориентированных на приоритетное решение взаимосвязанных научных и технических проблем на основе долевого участия в их финансовом, материально-техническом и другом обеспечении.
52. Нормативно-правовые основы природопользования и охраны окружающей среды
Экологическое право - совокупность эколого-правовых норм (правил поведения), регулирующих общественные (экологические) отношения в сфере взаимодействия общества и природы с целью охраны окружающей природной среды, предупреждения вредных экологических последствий, оздоровления и улучшения качества окружающей человека природной среды. Соблюдение правил (норм), в том числе экологических, обеспечивается государством в принудительном порядке.
Источниками экологического права, образующими экологическое законодательство Российской Федерации, являются следующие правовые документы: 1) Конституция РФ; 2) законы и иные нормативные акты РФ и субъектов РФ в области природопользования и охраны окружающей среды; 3) Указы и распоряжения Президента РФ и постановления Правительства РФ; 4) нормативные акты министерств и ведомств; 5) нормативные решения органов местного самоуправления.
1. Конституция Российской Федерации (1993 г.) провозглашает права граждан на землю и другие природные ресурсы, на благоприятную окружающую среду (экологическую безопасность), на возмещение ущерба, причиненного его здоровью, на участие в экологических организациях и общественных движениях, на получение информации о состоянии окружающей природной среды и мерах по ее охране. Одновременно Конституция РФ устанавливает обязанности граждан соблюдать требования природоохранного законодательства, принимать участие в охране окружающей природной среды, повышать уровень знаний о природе и экологическую культуру. Конституция РФ также определяет организационные и контрольные функции высших и местных органов власти по рациональному использованию и охране природных ресурсов.
2. Законы и иные нормативные акты РФ и субъектов РФ в области природопользования и охраны окружающей природной среды.
Федеральный закон "Об охране окружающей среды" (2002 г.) лежит в основе природоохранного законодательства РФ. Задачами природоохранного законодательства Российской Федерации являются регулирование отношений в сфере взаимодействия общества и природы с целью сохранения природных богатств и естественной среды обитания человека, предотвращения экологически вредного воздействия хозяйственной и иной деятельности, с целью оздоровления и улучшения качества окружающей природной среды, укрепления законности и правопорядка в интересах настоящего и будущих поколений людей.
Настоящий закон охватывает все аспекты природопользования и охраны окружающей среды и нормы других законов в области охраны окружающей среды не должны противоречить Конституции РФ и Федеральному закону РФ "Об охране окружающей среды".
Закон включает 16 глав: общие положения (гл. I); основы управления в области охраны окружающей среды (гл. II); права и обязанности граждан, общественных и иных некоммерческих организаций (гл. III); экономическое регулирование (гл. IV); нормирование (гл. V); оценка воздействий на окружающую среду и экологическая экспертиза (гл. VI); требования в области охраны окружающей среды при осуществлении хозяйственной и иной деятельности (гл. VII); зоны экологического бедствия, зоны чрезвычайных ситуаций (гл. VIII); природные объекты, находящиеся под особой охраной (гл. IX); государственный мониторинг окружающей среды (гл. X); контроль в области охраны окружающей среды (экологический контроль) (гл. XI); научные исследования (гл. XII); основы формирования экологической культуры (гл. XIII); ответственность за нарушение законодательства (гл. XIV); международное сотрудничество (гл. XV ); заключительные положения (гл. XVI).
Федеральный закон "Об экологической экспертизе" (1995 г.) регулирует отношения в области экологической экспертизы, направлен на реализацию конституционного права граждан Российской Федерации на благоприятную окружающую среду посредством предупреждения негативных воздействий хозяйственной и иной деятельности на окружающую природную среду и предусматривает в этой части реализацию конституционного права субъектов Российской Федерации на совместное с Российской Федерацией ведение вопросов охраны окружающей среды и обеспечение экологической безопасности.
Федеральный закон "Об особо охраняемых природных территориях" (1995 г.) регулирует отношения в области организации, охраны и использования особо охраняемых природных территорий в целях сохранения уникальных и типичных природных комплексов и объектов, достопримечательных природных образований, объектов растительного и животного мира, их генетического фонда, изучения естественных процессов в биосфере и контроля за изменением ее состояния, экологического воспитания населения.
Закон РФ "об охране атмосферного воздуха" (1999 г.) устанавливает правовые основы охраны атмосферного воздуха. Атмосферный воздух является жизненно важным компонентом окружающей природной среды, неотъемлемой частью среды обитания человека, растений и животных. Важнейшими общими мероприятиями охраны воздушного бассейна названы установление нормативов предельно допустимых концентраций (ПДК) и предельно допустимых выбросов (ПДВ), а также платы за выбросы в атмосферу загрязняющих веществ.
Закон РФ "О радиационной безопасности населения" (1995 г.) определяет правовые основы обеспечения радиационной безопасности населения в целях охраны его здоровья. Он провозглашает принцип приоритета здоровья человека и окружающей природной среды при практическом использовании и эксплуатации объектов ионизирующих излучений. В случае радиационной аварии Закон гарантирует возмещение ущерба здоровью и имуществу граждан. Законом устанавливается также компенсация за повышенный риск, связанный с проживанием вблизи ядерных и радиационных установок, в виде улучшения социально-бытовых условий населения и др.
Закон РФ "Об отходах производства и потребления" (1998 г.) определяет правовые основы обращения с отходами производства и потребления в целях предотвращения их вредного воздействия на здоровье человека и окружающую природную среду, а также вовлечения таких отходов в хозяйственный оборот в качестве дополнительных источников сырья.
Основы законодательства Российской Федерации об охране здоровья (1993 г.) регулируют отношения граждан, органов государственной власти и управления, хозяйствующих субъектов, субъектов государственной, муниципальной и частной систем, здравоохранения в области охраны здоровья граждан.
Закон РФ "О недрах" (1992 г.) регулирует правовые отношения при изучении, использовании и охране недр. Закон направлен, в первую очередь, на рациональное использование недр и их загрязнение.
Земельный кодекс РФ (2001 г.) регламентирует охрану земель и защиту окружающей природной среды от возможного вредного воздействия при использовании земли. Основными правовыми функциями охраны земель являются сохранение и повышение плодородия почв, сохранение фонда сельскохозяйственных земель. Экологическими нарушениями считаются порча, загрязнение, засорение и истощение земель. Кодекс регламентирует куплю-продажу земель и совершение других земельных сделок.
Водный кодекс РФ (1995 г.) регулирует правовые отношения в области использования и охраны водных объектов. Закон направлен на охрану вод от загрязнения, засорения и истощения.
Основы лесного законодательства (1977 г.) регулируют отношения, возникающие при пользовании лесным фондом Российской Федерации в целях создания условий для рационального использования, воспроизводства, охраны и защиты лесов.
Лесной кодекс РФ (1997 г.) устанавливает правовые основы рационального использования, охраны, защиты и воспроизводства лесов, повышения их экологического и ресурсного потенциала.
Закон РФ "О животном мире" (1995 г.) регулирует отношения в области охраны и использования животного мира, а также в сфере сохранения и восстановления среды его обитания в целях обеспечения биологического разнообразия, устойчивого использования всех его компонентов, создания условий для устойчивого существования животного мира, сохранения генетического фонда диких животных и иной защиты животного мира как неотъемлемого элемента природной среды.
3. Указы и распоряжения Президента РФ и постановления Правительства РФ затрагивают широкий круг экологических вопросов. Например, Указ о федеральных природных ресурсах (1993 г.) или Указ о концепции перехода Российском Федерации к устойчивому развитию (1996г.).
4. Нормативные акты природоохранительных министерств и ведомств издаются по вопросам рационального использования и охраны окружающей природной среды и виде постановлений, инструкций, приказов и т.д. Они являются обязательными для других министерств и ведомств, физических и юридических лиц.
5. Нормативные решения органов местного самоуправления (мэрий, сельских и поселковых органов) дополняют и конкретизируют действующие нормативно-правовые акты в области охраны окружающей природной среды.
38. Экологическое нормирование - это установление показателей качества окружающей среды и предельно допустимых воздействий на нее, научная, правовая, административная деятельность, направленная на установление предельно допустимых норм воздействия (экологических регламентов, нормативов) на окружающую среду, при соблюдении которых не происходит деградация экосистем, гарантируется сохранение биологического разнообразия и экологическая безопасность населения.Нормативы качества ОС (нормирование «в узком смысле») устанавливаются для оценки состояния атмосферного воздуха, вод, почв по химическим, физическим и биологическим показателям. Если в атмосферном воздухе, воде или почве содержание, например, химического вещества не превышает соответствующий норматив его предельно допустимой концентрации, то состояние воздуха или почвы является благоприятным.Экологическое нормирование в широком смысле представляет собой деятельность по установлению не только нормативов качества, но и деятельность по установлению нормативов воздействия человека на окружающую среду, при соблюдении которых обеспечивается устойчивое функционирование естественных экологических систем и сохраняется биологическое разнообразие.Конечная цель нормирования, как и Закона «Об охране окружающей среды: обеспечение сбалансированного решения социально-экономических задач, сохранение благоприятной окружающей среды, биологического разнообразия и природных ресурсов в целях удовлетворения потребностей нынешнего и будущих поколений, обеспечения экологической безопасности.