Основы науки экология

Содержание

1. Характерные системы «человек – среда обитания»………………………..3

2. Основы науки экология…….……………………………………………….13

Литература……………………………………………………………………….16

1. Характерные системы «человек – среда обитания»

Впервые в истории Российского государства Президент В.В.Путин наряду с другими важными инициативами, ознаменовавшими вступление России в третье тысячелетие, на встрече с экологической общественностью 30 января 2001 г. предложил разработать экологическую доктрину в качестве одной из ключевых составных частей сбалансированного и устойчивого развития страны в ХХ веке.

Современное экологическое состояние территории России можно определить как критическое, а в некоторых регионах оно приобрело характер экологического бедствия.

Продолжается дальнейшее загрязнение природной среды. Несмотря на спад производства и остановку большого числа промышленных предприятий, загрязнение окружающей среды не уменьшилось, поскольку в экономически кризисных условиях предприятия и регионы стали экономить и на природоохранных затратах. Разрабатываемые с начала перестройки и частично реализуемые экологические государственные и региональные программы не способствуют улучшению экологической обстановки, и с каждым годом на территории России становится все больше регионов, городов опасных для проживания.

Более 100 млн. россиян из 145,6 млн. проживают в экологически неблагоприятных условиях. Только 15% городских жителей России живут на территориях, где уровень загрязнения воздуха соответствует нормативам. Почти 50% населения вынуждено пользоваться водой, качество которой не отвечает установленным [4, c. 254]. При этом две трети водных источников России непригодны для питья; многие реки превращены в сточные канавы.

Быстро сокращается биологическое разнообразие природы России, гибнут экосистемы лесов, тундр, болот, каждый десятый вид растений и животных находится на грани исчезновения.

Сейчас много дискуссий ведется по проблемам окружающей среды, и это доказывает, что возрастает осознание ответственности за сохранение природы и ее рациональное использование. Но от осознания до правильного «экологически безопасного» поведения — большой путь, который будет пройден только в том случае, если мы станем глубже понимать существующие проблемы, и одновременно научимся распознавать сложные взаимосвязи между окружающей природой и развитием общества и будем стремиться к правильным решениям.

Загрязнение окружающей природной среды есть внесение в ту или иную экологическую систему не свойственных ей живых или неживых компонентов или структурных изменений, прерывающих круговорот веществ, их ассимиляцию, поток энергии, вследствие чего данная система разрушается или снижается ее продуктивность.

Загрязнителем может быть любой физический агент, химическое вещество и биологический вид, попадающие в окружающую среду или возникающие в ней в количествах, выходящих за рамки своей обычной концентрации, предельных количествах, выходящих за рамки своей обычной концентрации, предельных естественных колебаний или среднего природного фона в рассматриваемое время.

Загрязнения окружающей среды подразделяются на[5, c. 154]:

· природные, вызванные какими-либо естественными явлениями, обычно катастрофическими (наводнения, извержения вулканов, селевые потоки и т.п.);

· антропогенные, возникающие в результате деятельности людей.

Среди антропогенных выделяют следующие загрязнения:

· биологическое — случайное или в результате деятельности человека;

· микробиологическое (микробное) — появление необычно большого количества микробов, связанное с массовым их распространением на антропогенных субстратах или средах, измененных в ходе хозяйственной деятельности человека;

· механическое — засорение среды агентами, оказывающими механическое воздействие без физико-химических по следствий;

· химическое — изменение естественных химических свойств среды, в результате которого повышается или понижается среднемноголетнее колебание количества каких-либо веществ за рассматриваемый период времени, или проникновение в среду веществ, нормально отсутствующих в ней или находящихся в концентрациях, превышающих ПДК;

· физическое — изменение естественного физического состояния среды. Последнее подразделяется на:

• тепловое (термальное), возникающее в результате повышения температуры среды главным образом в связи с промышленными выбросами нагретого воздуха, воды и отходящих газов;

• световое — нарушение естественной освещенности местности в результате воздействия искусственных источников света, приводящее к аномалиям в жизни растений и животных;

• шумовое, образующееся в результате увеличения интенсивности и повторяемости шума сверх природного уровня;

• электромагнитное, появляющееся в результате изменения электромагнитных свойств среды (от линий электропередачи, радио и телевидения, работы некоторых промышленных установок и т.п.), приводящее к глобальным и местным геофизическим аномалиям и изменениям в тонких биологических структурах;

• радиоактивное, связанное с повышением естественного уровня содержания в среде радиоактивных веществ.

Непосредственными объектами загрязнения (акцепторами загрязняющих веществ) служат основные компоненты экотона: атмосфера, вода, почва. Косвенными объектами загрязнения являются составляющие биоценоза — растения, животные, микроорганизмы.

Антропогенные источники загрязнения весьма разнообразны. Среди них не только промышленные предприятия и тепло - энергетический комплекс, но и бытовые отходы, отходы животноводства, транспорта, а также химические вещества, непременно вводимые человеком в экосистемы и для защиты полезных продуцентов от вредителей, болезней, сорняков.

На промышленных предприятиях загрязняющие природную среду вещества подразделяются на четыре класса в зависимости от показателя токсичности (в данном случае от локальной концентрации — ЛК)[2, c. 165]:

• чрезвычайно опасные (ЛК <0,5 мг/л);

• высокоопасные (ЛК < 5 мг/л);

• умеренно опасные (ЛК <50 мг/л);

• малоопасные (ЛК> 50 мг/л).

Загрязняющие природную среду вещества подразделяются также по их агрегатному состоянию на четыре класса: твердые, жидкие, газообразные и смешанные.

Кроме того, промышленные выбросы в окружающую среду могут классифицироваться и по другим признакам.

1. По организации контроля и отвода — на организованные и неорганизованные:

• организованный промышленный выброс — это выброс, поступающий в окружающую среду (воздушный и водный бассейны) через специально сооруженные газоходы, водоводы и трубы;

• неорганизованный промышленный выброс — это выброс в окружающую среду в виде неправильных самопроизвольных водных или газовых потоков, образующихся в результате несовершенства технологического оборудования или нарушения его герметичности, отсутствия или неудовлетворительной работы оборудования по отсосу газов или отводу загрязненной воды в местах загрузки и хранения сырья, материалов, отходов, готовой продукции, например, пыление отвалов пустой породы, нерегулируемый поверхностный сток промышленных предприятий.

2. По режиму отвода — на непрерывные и периодические. Так, отвод доменного газа считается непрерывным, а отвод конвертерного газа — периодическим.

3. По температуре — когда температура потока (газового, водяного или смешанного) выше, ниже или равна температуре окружающей среды.

4. По локализации — выбросы происходят в основном, вспомогательном, подсобном производствах, на транспорте и т.д.

5. По признакам очистки — на чистые, нормативно очищенные, частично очищенные, выбрасываемые без очистки. При этом под очисткой понимается отделение, улавливание и пре вращение в безвредное состояние загрязняющего вещества, поступающего от промышленного источника.

Промышленные выбросы в окружающую среду подразделяют на первичные и вторичные.

Первичные — это выбросы, непосредственно поступающие в окружающую среду от тех или иных источников, а вторичные, будучи продуктами образования первичных, могут быть более токсичными и опасными, чем первые. Типичное превращение некоторых веществ — их фотохимическое окисление.

Источники загрязнения окружающей природной среды промышленностью классифицируются в зависимости от объекта загрязнения: атмосферы, водного бассейна и литосферы.

Источники загрязнения воздушного бассейна

1. По назначению: а) технологические, содержащие хвостовые газы после улавливания на установках, продувки аппаратов, воз душников и др. (для выбросов характерны высокие концентрации вредных веществ и сравнительно малые объемы удаляемого воз духа); б) вентиляционные выбросы — местные отсосы от оборудования и общеобменная вытяжка.

2. По месту расположения: а) незатененные, или высокие, находящиеся в зоне недеформированного ветрового потока (к этим источникам относятся высокие трубы, а также точечные источники, удаляющие загрязнения на высоту, превышающую высоту здания в 2,5 раза); б) затемненные или низкие, расположенные на высоте в 2,5 раза меньше высоты здания; в) наземные, находящиеся вблизи земной поверхности (к этим источникам относится открыто расположенное технологическое оборудование, колодцы производственной канализации, пролитые токсичные вещества, разбросанные отходы производства).

3. По геометрической форме: а) точечные (трубы, шахты, крышные вентиляторы); б) линейные (аэрационные фонари, от крытые окна, близко расположенные вытяжные шахты и факелы).

4. По режиму работы: непрерывного и периодического действия, залповые и мгновенные. В случае залповых выбросов за короткий промежуток времени в воздух поступает большое количество вредных веществ. Залповые выбросы возможны при авариях или сжигании быстрогорящих отходов производства на специальных площадках уничтожения. При мгновенных выбросах загрязнения распространяются за доли секунды иногда на значительную высоту. Они происходят при взрывных работах и аварийных ситуациях.

5. По дальности распространения: а) внутриплощадочные, когда выбрасываемые в атмосферу загрязнения образуют высокие концентрации только на территории промышленной площадки, а в жилых районах ощутимых загрязнений не наблюдается (для таких выбросов предусматривается достаточных размеров сани тарно-защитная зона); б) внеплощадочные, когда выбрасываемые в атмосферу загрязнения потенциально способны создавать высокие концентрации (порядка ПДК для воздуха населенных пунктов) на территории жилого района.

Источники загрязнения водного бассейна

1. Атмосферные воды, несущие массы вымываемых из воздуха поллютантов (загрязнителей) промышленного происхождения. При стекании по склонам атмосферные и талые воды дополнительно увлекают с собой массы веществ. Особенно опасны стоки с городских улиц, промышленных площадок, несущие массы нефтепродуктов, мусора, фенолов, кислот.

2. Городские сточные воды, включающие преимущественно бытовые стоки, содержащие фекалии, детергенты (поверхностно активные моющие средства), микроорганизмы, в том числе патогенные. Ежегодно в целом по стране образуется около 100 км таких вод.

3. Сельскохозяйственные воды. Загрязнение этими водами обусловлено, во-первых, тем, что повышение урожайности и продуктивности земель неизбежно связано с применением ядохимикатов, используемых для подавления вредителей, болезней растений и сорняков. Эти ядохимикаты непосредственно попа дают на поверхность почвы или смываются на большие расстояния, неизбежно оказываясь в водных объектах. Во-вторых, животноводство связано с образованием больших масс твердой органики и мочевины. Эти отходы не ядовиты, но их массы огромны и наличие их ведет к тяжелым последствиям для водных экологических систем. Кроме органических веществ, сточные сельскохозяйственные воды содержат массу биогенных элементов, в том числе азота и фосфора.

4. Промышленные сточные воды, образующиеся в самых разнообразных отраслях производства, среди которых наиболее активно потребляют воду черная и цветная металлургия, химическая, лесохимическая и нефтеперерабатывающая отрасли промышленности. При разработке пластовых месторождений в на шей стране каждый год образуется 2,5 млрд. км. дренажных шахтных и шламовых вод, загрязненных хлористыми и сульфатными соединениями, соединениями железа и меди, которые не годятся даже в качестве технической воды и перед сбросом должны быть очищены.

При технологических процессах в промышленности образуются следующие основные виды загрязненных сточных вод[1, c. 321]:

• реакционные воды, образующиеся в процессе реакций с выделением воды, в результате чего они загрязнены как исходными веществами, так и продуктами реакции;

• воды, содержащиеся в сырье и исходных продуктах (свободная или связанная вода), в результате переработки загрязняются всевозможными веществами;

• промывные воды — воды после промывки сырья, продуктов, тары, оборудования, маточные водные растворы;

• водные экстрагенты и абсорберы;

• охлаждающие воды, не соприкасающиеся с технологическими продуктами и использующиеся в системах оборотного водоснабжения;

• бытовые воды — воды столовых, прачечных, душевых, туалетов и т.д.;

• атмосферные осадки, стекающие с территории предприятия, загрязненные различными химическими и взвешенными веществами (поверхностный сток).

Следует отметить, что загрязнение водных систем представляет большую опасность, чем загрязнение атмосферы. Это обусловлено тем, что процессы генерации или самоочищения протекают в водной среде гораздо медленнее, чем в воздушной. Источники загрязнения водоемов более разнообразны и менее предсказуемы. Естественно, процессы, осуществляющиеся в водной среде и подвергающиеся загрязнению, более чувствительны сами по себе и имеют большее значение для обеспечения жизни на Земле, чем те, которые протекают в атмосфере.

Источники загрязнения литосферы

1. Жилые дома и бытовые предприятия. В числе загрязняющих веществ преобладают: бытовой мусор, пищевые отходы, фекалии, строительный мусор, отходы отопительных систем, пришедшие в негодность предметы домашнего обихода, мусор общественных учреждений, больниц, столовых, гостиниц, магазинов и т.д.

2. Сельское хозяйство. Удобрения, ядохимикаты, применяемые в сельском и лесном хозяйствах для защиты растений от вредителей, болезней и сорняков. Отходы животноводства и сельскохозяйственной продукции.

3. Теплоэнергетика. Помимо образования массы шламов при сжигании каменного угля с теплоэнергетикой связано выделение в атмосферу сажи, несгоревших частиц, оксидов серы, в конечном итоге оказывающихся в почве.

4. Транспорт. При работе двигателей внутреннего сгорания интенсивно выделяются оксиды азота, свинец, углеводороды и другие вещества, оседающие на поверхности почвы или поглощаемые растениями. В последнем случае эти вещества также оказываются в почве, вовлекаются в природные круговороты, связанные с пищевыми цепями.

5. Промышленные предприятия. В твердых и жидких промышленных отходах постоянно присутствуют те или иные веще ства, способные оказывать токсическое воздействие на живые организмы и их сообщества. Например, в отходах металлургической промышленности обычно присутствуют соли цветных и тяжелых металлов. Машиностроительная промышленность выводит в окружающую среду цианиды, соединения мышьяка, бериллия. При производстве пластмасс и искусственных волокон образуются отходы бензола и фенола. Отходами целлюлозно- бумажной промышленности, как правило, являются фенолы, метанол, скипидар, кубовые остатки.

При загрязнении почв самоочищения практически не происходит или происходит очень медленно. В таком случае токсичные вещества накапливаются, что способствует постепенному изменению химического состава почв, нарушению единства геохимической среды и живых организмов. Из почвы токсичные вещества могут попасть в организмы животных, людей и вызвать нежелательные последствия.

Основы науки экология

Закон "Об охране окружающей природной среды" появился в 1991 г. Это был огромный шаг вперед, хотя во многом он несоверше­нен и имеет свои недостатки. В настоящее время принимаются попыт­ки его доработать, однако и до сегодняшнего дня этот закон является основным документом, определяющим и регулирующим отношения в сфере взаимодействия общества и природы.

При рассмотрении этого закона рекомендуется обратить особое внимание на основные принципы охраны окружающей при­родной среды: приоритет охраны жизни и здоровья человека, научно обоснованное сочетание экологических и экономических интересов, рациональное использование природных ресурсов с учетом законов природы, соблюдение требований природоохранного законодатель­ства и т.д.

Следует обратить внимание на экономический механизм охраны окружавшей среды, на установление государством платы за использо­вание природных ресурсов, выбросы и сбросы загрязняющих веществ, размещение отходов и другие виды вредных воздействий; на устано­вление государством лимитов на природопользование; введение си­стемы лицензирования. Здесь же следует сказать и о льготах, предо­ставляемых как предприятиям, так и гражданам при внедрении ими малоотходных и ресурсосберегающих технологий и нетрадиционных видов энергии.

Закон устанавливает нормирование качества окружающей при­родной среды. Здесь же следует сказать о том, какие нормативы уста­навливает государство для ограничения отрицательного воздействия на окружающую природную среду. Это - нормативы предельно до­пустимых концентраций вредных веществ, нормативы предельно до­пустимых выбросов и сбросов вредных веществ, нормативы предельно допустимого уровня радиационного воздействия, предельно допусти­мые нормы применения агрохимикатов в сельском хозяйстве, норма­тивы предельно допустимых остаточных количеств химических ве­ществ в продуктах питания.

В настоящее время в Государственной Думе РФ идет работа над созданием законодательной базы в области охраны природы и приро­допользования. За несколько предшествующих лет работы третьей и четвертой Думы велась работа над документами общего характера, определяющими природоохранную политику государства. К таким законам можно отнести:

• "О структуре и полномочиях природоохранных органов";

• "Об экологических полигонах";

• "Об экологической экспертизе";

• "Об экологической безопасности";

• "О федеральных природных ресурсах";

• '"О государственной политике в области обращения с радиоактивными отходами";

• "О твердых отходах производства и потребления". Важнейшим шагом на пути формирования экономического ме­ханизма природопользования стала разработка законов "Об экологическом страховании", экологических банках и фондах, "О системе платежей за право пользования природными ресурсами". Цель этой работы: разработать такое законодательство, которое загрязнителей природы не только поставило бы вне закона, но и сделало бы эконо­мически невыгодным для производителей. Конечно, для этого потре­буется много средств на разработку и оснащение производств новей­шими безотходными технологиями. Однако для обеспечения госу­дарству устойчивого развития на данном временном этапе иного пути нет. Поэтому должна быть создана такая система, которая позволяла бы перераспределять средства, получаемые за счет штрафов, различ­ных платежей и отчислений в экологические фонды на создание и раз­витие экологически безопасных производств.

Разрабатывается группа законов, которые призваны содейство­вать охране и рациональному использованию природных ресурсов страны: "Водный кодекс", "Об охране ландшафтов", "Об охране атмосферы","О почвах", "О животном мире". Задача состоит в том, чтобы не только рационально использовать эти ресурсы, но и сохра­нить их качественные природные свойства для будущих поколений. Уже сейчас перед человечеством встает проблема выживания. Поэтому большое внимание должно уделяться проблеме качества воды и охра­ны почв - главного национального богатства.

Особо следует сказать о разработке законов, гарантирующих безопасность и здоровье населения; "О безопасности продуктов пита­ния", "О качестве питьевой воды", "О радиационной безопасности на­селения", "О санитарно-эпидемиологическом благополучии населе­ния", "О государственной политике в области экологического воспи­тания и образования".

Для сохранения уникальных природных объектов, требующих особых мер охраны и установления определенного режима природо­пользования, разрабатываются специальные региональные законы: "Об охране озера Байкал", "Об экологическом оздоровлении Азово-Черноморского региона России" и т.д.

Литература

1.Горелов А.А. Экология. М.: Центр, 1998.

2.Шилов И.А. Экология, М.: Высшая школа, 2001

3.Протасов В.Ф., Молчанов А.В. Экология, здоровье и природопользование в России. М.: Финансы и статистика, 1995.

4.Чистик О.В. Экология. Учебное пособие, Минск, 2001

5.Цветкова Л.И., Алексеев М.И., Кармазинов Ф.В. и др. Экология, учебник, Санкт - Петербург, 2001

6.Ващекин Н.П., Лось В.А., Урсул А.Д. Экология. М. 2001