WWW.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 9 |
-- [ Страница 1 ] --

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

СЫКТЫВКАРСКИЙ ЛЕСНОЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ)

ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО

УЧРЕЖДЕНИЯ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ С. М. КИРОВА»

Кафедра электрификации и механизации сельского хозяйства

Посвящается 60-летию

высшего профессионального лесного образования в Республике Коми ЭКОЛОГИЯ ЭНЕРГЕТИКИ Учебное пособие (лабораторный практикум) Утверждено учебно-методическим советом Сыктывкарского лесного института в качестве учебного пособия для студентов направления бакалавриата 110800 «Агроинженерия» всех форм обучения

СЫКТЫВКАР

СЛИ УДК 620.9: ББК Э Печатается по решению редакционно-издательского совета Сыктывкарского лесного института Составитель:

Е. И. Паршина, кандидат биологических наук, доцент Ответственный редактор:

Л. Л. Ширяева, кандидат геолого-минералогических наук, доцент Рецензенты:

кафедра промышленной безопасности и охраны окружающей среды (Ухтинский государственный технический университет);

Г. П. Шумилова, кандидат технических наук, доцент (Институт социально-экономических и энергетических проблем Севера Коми НЦ УрО РАН) Экология энергетики : учебное пособие (лабораторный практикум) / Э40 сост. Е. И. Паршина ;

Сыкт. лесн. ин-т. — Сыктывкар : СЛИ, 2012. — 216 с.

ISBN 978-5-9239-0348- Пособие содержит теоретический материал, необходимый для изуче ния дисциплины «Экология энергетики». Приведен список необходимой литературы по каждой теме, даны контрольные вопросы для самопровер ки, которые способствуют расширению знаний, усвоению и закреплению изучаемого материала, направлено на развитие познавательной дея тельности, организацию самостоятельной работы студентов. Также пред ставлен лабораторный практикум по дисциплине, который содержит те матику, задания и методику выполнения лабораторных работ.

Для студентов, обучающихся по направлению бакалавриата «Агроинженерия». Может быть использовано студентами других инже нерных специальностей в качестве руководства при выполнении курсовых и дипломных работ.

УДК 620.9: ББК Темплан 2010/11 учеб. г. Изд. № 130.

ISBN 978-5-9239-0348-5 © Паршина Е. И., составление, © СЛИ, ОГЛАВЛЕНИЕ  ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ПРИРОДНЫХ СИСТЕМ....... 1.1. Экология как наука

1.2. Основные понятия экологии

1.2.1. Биосфера — глобальная экосистема

1.2.2. Экосистемы: основные принципы функционирования

1.2.3. Экологические факторы

ГЛАВА 2. ЗАГРЯЗНЕНИЕ БИОСФЕРЫ

2.1. Понятие и виды загрязнения

2.2. Экологический риск

ГЛАВА 3. ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ

3.1. Источники загрязнения воздушного бассейна

3.1.1. Характеристика загрязняющих атмосферу веществ

3.1.2. Взаимодействие энергоустановок с окружающей средой при сжигании органического топлива

3.2. Влияние атмосферных загрязнителей на организм человека и окружающую среду

3.3. Топливно-энергетический комплекс и глобальные экологические проблемы

3.4. Охрана атмосферного воздуха: пути снижения вредного воздействия на воздушный бассейн

3.4.1. Нормирование выбросов загрязняющих веществ в атмосферу................ 3.4.2. Нормирование выбросов загрязняющих веществ от ТЭС и котельных.... 3.4.3. Методы подавления и улавливания вредных компонентов дымовых газов

ГЛАВА 4. ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ............. 4.1. Физическое воздействие

4.2. Воздействие электромагнитного поля и радиации

ГЛАВА 5. САНИТАРНО-ЗАЩИТНЫЕ ЗОНЫ

5.1. Санитарно-защитные и охранные зоны

5.2. Установление размера санитарно-защитной зоны

5.3. Санитарно-защитные зоны и зоны наблюдения радиационных объектов....... ГЛАВА 6. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ГИДРОСФЕРЫ

6.1. Сточные воды и их характеристика

6.2. Влияние сточных вод на природные водоемы

6.3. Охрана гидросферы

6.3.1. Очистка сточных вод

6.3.2. Безотходные и малоотходные технологии

ГЛАВА 7. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ЛИТОСФЕРЫ

7.1. Общий характер антропогенного воздействия на литосферу

7.2. Нормирование загрязнения почв (почво-грунтов)

7.3. Отходы производства и потребления

7.4. Характеристика теплоэлектроцентрали как источника образования отходов

7.5. Охрана литосферы

ГЛАВА 8. УПРАВЛЕНИЕ ОХРАНОЙ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

8.1. Основы управления охраной окружающей среды

8.2. Основы экономики природопользования

8.3. Основы экологического права

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

Лабораторная работа № 1. Химическое загрязнение атмосферы.

Количественная и качественная оценка воздействия топливно-энергетического комплекса на атмосферу

Лабораторная работа № 2. Загрязнение атмосферы твердыми частицами......... Лабораторная работа № 3. Загрязнение атмосферного воздуха передвижными источниками

Лабораторная работа № 4. Определение концентраций загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы. Контроль за выбросами загрязняющих веществ на ТЭС и котельных





Лабораторная работа № 5. Установление величины предельно допустимого выброса

Лабораторная работа № 6. Отходы производства и потребления

Лабораторная работа № 7. Защита атмосферы. Формирование санитарно-защитной зоны

Лабораторная работа № 8. Плата за загрязнение окружающей среды................ Лабораторная работа № 9. Экономическая оценка экологического ущерба от загрязнения окружающей среды

Лабораторная работа № 10. Оценка уровня экологической безопасности предприятия

Лабораторная работа № 11. Определения отвода под электрические сети во временное и постоянное пользование

Лабораторная работа № 12. Определение минимального расстояния от трансформаторной подстанции до границы жилой застройки по акустическим шумам

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ПДК веществ в воздухе населенных мест

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Методика расчета выбросов вредных веществ в атмосферный воздух

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий (Методика ОНД-86)..... ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Расчет и обоснование объемов образования отходов................ ПРИЛОЖЕНИЕ 5. Расчет предельно допустимого выброса

ВВЕДЕНИЕ

В естественном состоянии природная среда представляет собой экологически сбалансированную систему. Производственная деятель ность человека оказывает влияние на изменение скорости природных процессов, их направление, что приводит к интенсивному разрушению и трансформации экосистем всех уровней. Угроза деградации природных систем связана с потребительским подходом к использованию природ ных ресурсов, недооценкой экологических, социальных последствий развития и размещения производительных сил, с отсутствием эффек тивных регуляторов экологической ориентации экономики.

В настоящее время среди всех отраслей своими размерами и мас штабом воздействия на окружающую среду отличается энергетика.

В зависимости от используемых ресурсов, предприятия отрасли оказы вают различное влияние на окружающую среду: вызывают химическое загрязнение атмосферы, водоемов;

способствуют тепловому и электро магнитному воздействию;

приводят к изъятию, отчуждению и загрязнению земель. Производство электро- и теплоэнергии связано с потреблением природных энергоносителей в огромных количествах. Характер и мас штабы воздействия энергетики определяются не только технологиями производства энергии, но и состоянием оборудования, структурой ис пользуемого топлива, общими экономическими условиями работы отрас ли. Основными производственными системами электроэнергетики, влияющими на экологическую безопасность России, являются электро станции: тепловые, атомные, гидростанции и линии электропередач 500 кВ и выше. Среди источников негативного воздействия на окружаю щую среду при функционировании энергопредприятий следует выделить:

1) основное и вспомогательное оборудование на энергетических предприятиях, являющееся источником физического воздействия (элек тромагнитного, шумового), химического загрязнения;

2) хозяйственную деятельность подразделений инфраструктуры энергопредприятий;

3) строительно-монтажные работы, реконструкцию оборудования.

Рациональное природопользование, способное удовлетворять жиз ненные потребности общества в сочетании с охраной и воспроизводст вом природной среды, невозможно без комплекса знаний современных специалистов в области экологии, которые позволят ему оценивать ин женерные решения с позиций закономерностей развития и стабильного функционирования биосферы.

При составлении пособия были использованы методы, регламенти рованные нормативными, инструктивными и прочими материалами, а также работы ряда авторов, в т. ч. В. Я. Путилова, В. М. Полонской, М. М. Рединой, А. Г. Ветошкина, Е. А. Бойко, П. А. Щинникова и др.

Глава 1. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

ПРИРОДНЫХ СИСТЕМ

Термин «экология» (от греч. oikos — дом, жилище и logos — учение) был введен в 1866 г. известным немецким естествоиспытателем Э. Г е к к е л е м в работе «Общая морфология организмов»: «Под эколо гией мы понимаем сумму знаний, относящихся к экономике природы:

изучение всех взаимоотношений животного с органическими и неоргани ческими компонентами среды, включая его дружественные или враж дебные отношения с животными и растениями, с которыми оно вступает в контакт. Одним словом, экология — это наука, изучающая все сложные взаимосвязи и взаимоотношения в природе».

В центре внимания экологии находятся живые системы, имеющие великое разнообразие, обладающие своими законами развития и опре деленной устойчивостью, находящиеся во взаимоотношениях между со бой и с неживой природой. Экология стремится раскрыть свойства жи вых систем как на организменном, так и надорганизменном уровне (уровне популяций, сообществ, экосистем), не ограничиваясь расчлене нием на отдельные структурные части, а рассматривая их во взаимосвя зях. Являясь самостоятельной наукой, экология обладает мощным по тенциалом предоставления теоретических основ для совершенствова ния современных технологий производства, рационального природо пользования, развития и поиска новых форм и способов связи общества и природы, разрешения глобальных экологических проблем. Объектом экологии являются биологические системы надорганизменного уровня:

популяции, сообщества, экосистемы.

Современная экология подразделяется на фундаментальную и при кладную.

Фундаментальная экология изучает наиболее общие экологиче ские закономерности, ее основу составляет биоэкология. В состав об щей биоэкологии входят следующие разделы: 1) аутэкология (изучает взаимодействие со средой обитания отдельных организмов определен ных видов);

2) демэкология (изучает структуру популяций и ее измене ние под воздействием экологических факторов);

3) синэкология (изучает структуру и функционирование сообществ и экосистем). Частная био экология изучает экологию отдельных таксономических групп (экологию животных, экологию растений, экологию водорослей и др.).

Прикладная экология использует полученные знания для обеспе чения устойчивого развития общества, в ней выделяют промышленную экологию, сельскохозяйственную экологию, экологию города (населен ных пунктов), медицинскую экологию и др. Изучением взаимодействия человека как индивида (биологической особи) и личности (социального субъекта) занимается экология человека. Социальная экология по стигает взаимодействие человеческого общества и окружающей среды, а глобальная экология охватывает наиболее крупномасштабные про блемы экологии человека и социальной экологии.

Во второй половине ХХ века в связи ростом экономической и техни ческой мощи человечества отчетливо проявляются последствия эколо гического кризиса.

Экологический кризис — это обратимое изменение равновесного состояния природных комплек сов, стадия взаимодействия общества и природы, на которой до предела обостряются противоречия между экономикой и экологией, экономическими интересами общества в потреблении использовании природной среды и экологическими требованиями обеспечения охраны окружающей природной среды.

Основная причина его проявления — усиление противоречий между неограниченным ростом надбиологических (вторичных) потребностей человеческого общества и ограниченностью ресурсов природной среды планеты, требуемых для обеспечения этого роста. Обострение таких противоречий проявлялось еще на ранних этапах развития человече ской цивилизации. Так, например, 10—50 тыс. лет назад перепромысел крупных животных привел к «кризису консументов»;

более 2 тыс. лет на зад из-за повышения производительности сельского хозяйства произо шел «кризис продуцентов или примитивного поливного земледелия»;

40—60 лет назад начался «кризис редуцентов», связанный с синтезом новых, неизвестных в природе химических веществ и накоплением больших количеств отходов производства и потребления.

В начале неолита (порядка 10 000 лет назад) на планете жило около 10 млн чел. На первое уд воение численности потребовалось 2 500 лет, на второе — 2 000, на третье — 1 500, на восьмое — 100 лет (с 1850 по 1950 гг. численность возросла с 1,25 млрд до 2,5 млрд), на девятое — 37 лет (в 1987 г. население Земли составило 5 млрд, а в 2000 г. — 6 млрд).

За последние 20 лет в мире в результате хозяйственной деятельности человека сожжено не ме нее 71,5 млрд м3 нефти, 90 млрд т угля, 11 трлн м3 природного газа. Возросло потребление водных ре сурсов — на промышленных объектах оно достигает в общей сумме 170 · 1012 л/дн, а общее использо вание — до 1200 · 1012 л/дн.

Современный экологический кризис затронул практически все компо ненты биосферы. Последствием его проявления может стать экологиче ская катастрофа — необратимые изменения в окружающей природной среде. Следствием и проявлением современного экологического кризиса являются следующие экологические проблемы: 1) рост народонаселения;

2) изменение состава атмосферы (парниковый эффект, кислотные дожди, разрушение озонового слоя);

3) истощение запасов природных ресурсов;

4) загрязнение Мирового океана;

5) деградация почв и земель.

Современная экология располагает совокупностью правил и зако нов, являющихся следствием фундаментальных законов природы, на пример, законы Б. К о м м о н е р а.

Законы Б. Коммонера (1971):

«Все связано со всем» — все живое имеет единый физико-химический состав. Все живые систе мы характеризуются разнообразными, разветвленными и интенсивными потоками вещества, энергии и информации, что позволяет говорить о единстве и взаимосвязи в глобальном масштабе.

«Все должно куда-то деваться» — природная или общественная система может развиваться только за счет использования энергии и информационных ресурсов окружающей ее среды, изолиро ванное саморазвитие невозможно.

«Ничто не дается даром» — любое новое приобретение в эволюции системы обязательно сопровож дается утратой какой-то части прежнего достояния и возникновением новых, все более сложных проблем.

«Природа знает лучше» — все действия человека должны быть направлены не на покорение природы и ее преобразование в своих интересах, а на адаптацию к ней.

Можно отметить и другие важные для экологии принципы и законы:

• Закон больших чисел — совокупное действие большого числа случайных факторов при некоторых общих условиях приводит к результату, почти не зависящему от случая, т. е. имеющему системный характер.

• Принцип Ле Шателье — при внешнем воздействии, выводящем систему из состояния устойчивого равновесия, это равновесие смещается в направлении, при котором эффект внешнего воздействия уменьша ется. На биологическом уровне он реализуется в виде способности экологических систем к авторегуляции.

• Закон цепных реакций — любое частное изменение в системе неизбежно приводит к развитию цепных реакций, идущих в сторону нейтрализации произведенного изменения или формирования но вых взаимосвязей.

• Закон оптимальности — любая система функционирует с наибольшей эффективностью в не которых характерных для нее пространственно-временных пределах.

• Принцип экологического соответствия — форма существования организма всегда соответст вует условиям его жизни.

1. Что изучает экология? Чем она отличается от других биологических дисциплин?

2. На каждый из законов Б. Коммонера приведите примеры.

3. Охарактеризуйте значимость экологических знаний в современный период.

4. Что такое экологический кризис, экологическая катастрофа? Перечислите из вестные кризисы человечества.

Под биосферой понимается оболочка Земли, в которой все процес сы происходят под воздействием живых организмов.

Биосфера — сфера единства живого и неживого, все пространство литосферы, гидросферы и атмосферы, где существует или когда-либо существовала жизнь, т. е. где встречаются организмы или продукты их жизнедеятельности и которое обладает свойствами усложнения структуры и концентрации энергии (по В. И. Вернадскому, 1926).

Биосфера возникла 3,5—4,5 млрд лет назад и представляет собой результат взаимодействия живой и неживой материи. Она охватывает нижнюю часть атмосферы (до 20—25 км), всю гидросферу и верхнюю часть литосферы (до 3—4 (7) км). Наибольшая роль в биосфере при надлежит живому веществу (рис. 1.1).

Понятие «биосфера» впервые употреблено в трудах Ж. Б. Л а м а р к а (1744—1829) как область жизни и влияния живых организмов на про цессы, происходящие на Земле. Впоследствии Э. З ю с с обратил внима ние на место живого в строении и развитии земной коры и после Ламарка ввел в науку термин «биосфера» (1875). В 20-х гг. ХХ века В. И. В е р н а д с к и й (1863—1945) создал современное учение о биосфере.

Основные положения теории биосферы В. И. Вернадского:

1) Жизнь есть неизбежное следствие мирового эволюционного процес са, любые теории случайного зарождения жизни не выдерживают критики.

2) Возникновение Земли как космического тела и появление на ней жизни произошло практически одновременно, следы жизни обнаружи ваются в самых глубоких геологических слоях.

3) Наша планета и космос есть единая система, в которой жизнь связывает все процессы в единое целое.

4) Количество живого вещества на Земле является постоянной ве личиной, т. е. во все времена с начала существования Земли в кругово рот жизни было вовлечено то же количество вещества, которое мы на блюдаем и сейчас (включая вещество в захоронениях типа каменно угольных, нефтяных месторождений и т. п.).

5) Жизнь является главной геологической силой на планете. Не вулканизм и не физико-химические процессы выветривания определяют эволюцию верхних слоев литосферы. Первостепенную преобразующую роль играют именно живые организмы и обусловливаемые ими меха низмы разрушения горных пород, круговороты веществ, изменения вод ной и атмосферной оболочек Земли. Весь лик Земли, ее ландшафты, химизм океана, структура атмосферы — это порождение жизни.

6) Человек есть неизбежное следствие эволюции планеты, на него возложена определенная роль в жизни планеты.

7) В настоящее время именно человек превращается в главную геологическую силу на планете. Он меняет состав атмосферы и гидро сферы, ландшафты Земли, высвобождает из захоронений огромное ко личество веществ, возвращая их в круговороты жизни, обедняет разно образие форм жизни на планете и одновременно порождает или спо собствует порождению новых форм жизни.

8) Однажды развитие биосферы и общества сделается неразрывным, и биосфера перейдет в новое состояние — ноосферу (сферу разума).

Ноосфера (от греч. noos — разум и shpaira — шар) — новое состояние биосферы, при котором разумная деятельность человека становится главным, определяющим фактором ее развития.

В концепции биосферы В. И. Вернадский впервые сформулировал положение о важнейшей роли живых организмов в формировании и поддержании физико-химических свойств геосфер Земли. Основными свойствами (биогеохимическими функциями) живого вещества являются следующие функции:

1) средообразующая — способность изменять и поддерживать оп ределенный состав среды обитания и атмосферы в целом, преобразо вывать физико-химические параметры окружающей среды;

2) энергетическая — аккумулирование энергии и ее перераспреде ление по пищевым цепям;

3) окислительно-восстановительная — окисление вещества в про цессе жизнедеятельности и восстановление в процессе разложения при дефиците кислорода;

4) деструктивная — разрушение мертвого органического вещества и косных веществ;

5) рассеивающая и транспортная — рассеяние живого вещества на больших пространствах, перенос и перераспределение вещества и энергии;

6) концентрационная — способность организмов накапливать в своем теле рассеянные элементы окружающей среды;

7) информационная — способность живого вещества воспринимать, перерабатывать, хранить и передавать молекулярную информацию.

Биосфера представляет собой единую и целостную функциональ ную систему. Это единство обеспечивается высокой химической и гео логической активностью живого вещества (подвижностью, самовоспро изведением, эволюцией).

Система — это реальная или мыслимая совокупность частей, целостные свойства которой опре деляются взаимодействием между частями (элементами) системы.

По виду обмена веществом и (или) энергией с окружающей средой различают следующие системы:

а) изолированные (никакой обмен невозможен);

б) замкнутые (невозможен обмен веществом, но обмен энергией возможен в любой форме);

в) открытые (возможен любой обмен веществом и энергией).

Любая живая система — открытая, динамическая.

Системы, элементы которых взаимосвязаны переносами (потоками) вещества, энергии и инфор мации, называют динамическими. Такие системы являются принципиально открытыми.

Основные факторы существования биосферы — фотосинтез, круго ворот вещества и поток энергии.

Фотосинтез является единственным процессом, обеспечивающим живые организмы богатыми энергией органическими соединениями, спо собными к разнообразным химическим превращениям. Значение фото синтеза огромно — ему принадлежит ведущая роль в биосферных про цессах, приводящая в глобальных масштабах к образованию органиче ского вещества из неорганического, это единственный процесс, воспол няющий убыль молекулярного кислорода из атмосферы в результате ды хания, горения и производственной деятельности человека. Таким обра зом, космическая и планетарная роль зеленых растений заключается:

– в накоплении органической массы;

– обеспечении постоянства содержания кислорода и СО2 в атмосфере;

– предохранении поверхности Земли от парникового эффекта;

– образовании озонового экрана в верхних слоях атмосферы.

Растения Мирового океана, используя всего 0,11 % падающей на поверхность Земли солнечной энер гии, способны ежегодно превращать в органическое вещество 20—155 млрд т углерода. Наземные растения ежегодно фиксируют 16—24 млрд т углерода. В результате фотосинтеза на земном шаре ежегодно образу ется более 150 млрд т углерода. Ежегодная биопродукция кислорода составляет около 100 млрд т.

Все виды живых организмов нашей планеты так или иначе исполь зуют одну и ту же форму энергии химических связей. По способу пита ния живые организмы подразделяют на две группы:

1) автотрофы — используют для синтеза органических веществ либо энергию солнечного света (фототрофы), либо энергию химических связей неорганических веществ (хемотрофы);

2) гетеротрофы — не способны синтезировать органические со единения из неорганических путем фото- или хемосинтеза.

Между автотрофами и гетеротрофами проявляются тесные вещест венно-энергетические взаимодействия (см. гл. 1, п. 1.2.2).

Любое проявление жизни на нашей планете связано с образовани ем и потреблением биохимической энергии. Основные потоки вещества в биосфере организуются посредством круговоротов.

Под круговоротом вещества понимают многократное участие химических веществ в процессах, происходящих в атмосфере, гидросфере и литосфере, в т. ч. в тех частях геосфер Земли, которые включены в биосферу планеты (геологический, биологический (биотический), биогеохимический круго вороты, круговороты отдельных веществ).

Циркулирование в биосфере химических веществ и элементов, ко торые сначала поглощаются живым веществом, заряжаясь биохимиче ской энергией, а затем покидают живое вещество, отдавая накопленную энергию, с многократным циклическим повторением этих процессов, на зывается биогеохимическим циклом. Движение химических элементов по замкнутым циклам является результатом взаимосвязи автотрофов и гетеротрофов по цепям питания (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Круговорот вещества (http://www.transform.ru/): а — углерода;

б — фосфора;

в — азота;

г — серы В поддержании основных свойств биосферы особое значение имеет разнообразие форм жизни. Биоразнообразие рассматривается как раз нообразие жизни во всех ее проявлениях (генетическое разнообразие, разнообразие видов на уровне экосистем, разнообразие самих экоси стем). Многообразие организмов, выполняющих сходные функции, по вышает надежность и устойчивость потоков вещества и энергии в при родных системах.

Закон необходимого разнообразия: никакая система не может быть сформирована из абсолютно одинаковых элементов. Общее их число должно быть таким, чтобы обеспечивалось устойчивое суще ствование системы.

Закон Винера — Шеннона — Эшби: для устойчивого существования кибернетической системы (в т. ч. и биологической) необходимо, чтобы она обладала внутренним разнообразием, требуемым для блокирования внешних и внутренних возмущений.

Закон генетического разнообразия: все живое генетически различно и имеет тенденцию к уве личению биологической разнородности.

Закон максимального использования энергии (Г. И. О д у м ): в соперничестве с другими систе мами выживает и сохраняется та из них, которая наилучшим способом способна использовать посту пающую энергию (т. е. преимущество имеют системы с максимальным КПД и минимумом рассеивания энергии). С этой целью любая система создает «хранилища» энергии с оптимальным режимом ее ис пользования;

затрачивает накопленную энергию на поддержание жизнедеятельности и обеспечения поступления новой энергии;

формирует механизмы регулирования, поддерживающие устойчивость системы и способность адаптации к изменившимся условиям;

налаживает с другими системами обмен, необходимый для обеспечения потребностей.

1. Укажите состав и границы биосферы.

2. Перечислите свойства и функции живого вещества биосферы.

3. Что является основным источником энергии в биосфере?

4. Что такое ноосфера? Сравните понятия «биосфера» и «ноосфера». В чем их различия? Установите сходство. Сделайте вывод.

5. Объясните, в чем заключается космическая роль зеленых растений.

6. Чем обусловлены гомеостатические функции (свойства) биосферы?

7. Проанализируйте рис. 1.2 и выясните основные отличия круговорота фосфо ра от круговоротов других веществ.

1.2.2. Экосистемы: основные принципы функционирования Экосистема представляет собой основную функциональную едини цу живой природы, включающую биотическую часть (биоценоз) и абио тическую среду (биотоп), взаимно влияющие друг на друга. Виды, вхо дящие в состав экосистемы, связаны между собой пищевыми связями, т. к. служат объектами питания друг для друга (рис. 1.3). Пищевые (тро фические) взаимоотношения поддерживают круговорот вещества и по ток энергии в экосистеме.

Важнейшей функцией экосистем является биогенный круговорот веще ства. Осуществляется он благодаря способности живых организмов транс формировать и преобразовывать энергию (вещество), полученную извне.

Неорганические Рис. 1.3. Трофические связи и поток энергии в экосистемах В экосистемах различают следующие энергетические процессы (рис. 1.3):

– получение энергии солнечной радиации (фотосинтез) или энергии реакций окисления неорганических веществ (хемосинтез);

– транспорт энергии по трофическим цепям;

– использование энергии организмами для их жизнедеятельности и продуцирования биомассы.

Последовательность видов организмов, отражающая движение в эко системе органических веществ и заключенной в них биохимической энер гии в процессе питания организмов, — это трофическая (пищевая) цепь (объединение множества цепей питания, их пересечение составляют трофические сети). Первый трофический уровень в пастбищных пище вых цепях занимают продуценты, второй и последующие — консументы.

Началом для детритных пищевых цепей является мертвое органическое вещество. Поток вещества и энергии связывает воедино составляющие экосистему части (биотоп и биоценоз). Трофические цепи и сети отражают схему движения органического вещества и потока энергии в экосистеме.

«Правило десяти процентов» (правило Л и н д е н м а н а ) — энергия, накопленная в структу рах организмов, а значит, передаваемая на следующий трофический уровень, в среднем составляет около 10 % от энергии, потребленной с пищей.

Важнейшим свойством экосистем является их способность созда вать и наращивать органическое вещество: скорость, с которой солнеч ная энергия усваивается продуцентами, в основном зелеными расте ниями, накапливаясь в форме органических веществ, называется пер вичной продуктивностью. Скорость накопления вещества (энергии) консументами определяется как вторичная продуктивность. Общая годовая продуктивность сухого органического вещества на Земле со ставляет 150—200 млрд т. Две трети его образуется на суше, третья часть — в океане (среднее значение первичной продукции по всему земному шару составляет около 3 т сухого вещества на 1 га в год). Вы сокие скорости продуцирования биомассы наблюдаются в естественных и искусственных экосистемах там, где благоприятны абиотические фак торы, и особенно при поступлении дополнительной энергии извне, что уменьшает собственные затраты системы на поддержание жизнедея тельности. Например, к экосистемам с очень высокой биологической продуктивностью (свыше 2 кг/м2 в год) относят влажные тропические ле са и коралловые рифы, тростниковые заросли в дельтах крупных рек;

с низкой (менее 0,25 кг/м2 в год) — пустыни, тундру, горные степи. Для искусственных экосистем (например, пруд, аквариум) характерно то, что определенное количество биологической продукции изымается из эко системы человеком. Если не возмещать эти потери в форме энергети ческих субсидий (в форме энергии ископаемого топлива, работы, со вершаемой человеком, внесения удобрений), то рано или поздно экоси стема деградирует. В отличие от агроценозов, в естественных экосисте мах существует равновесие между производством биомассы и ее раз ложением, а количество чистой продукции сообщества минимально, т. е.

производимая первичная продукция используется в экосистеме макси мально эффективно (все, что произведено в процессе фотосинтеза, должно быть потреблено с минимальным остатком), что обеспечивает длительное существование данной экосистемы.

Важным проявлением экосистем является их динамизм. Изменения, происходящие в экосистеме, совершаются благодаря воздействию внешних и внутренних факторов. В качестве внешних факторов высту пают климатические и геологические изменения, внутренних — непо средственно процессы, протекающие внутри экосистем.

Процесс упорядоченного развития экосистем во времени, связан ный с изменением видовой структуры биоценоза, носит название сук цессии. Экзодинамические сукцессии (аллогенные) могут быть вызваны изменениями климата, понижением уровня грунтовых вод, подъемом уровня мирового океана и т. п. Такие смены могут длиться столетиями и тысячелетиями. Они связаны в основном с действием механизмов адап тации экосистемы к факторам среды. Эндодинамические сукцессии (ав тогенные) заключаются в том, что типы сообществ в данном пространст ве последовательно сменяют друг друга, постепенно усложняясь и уве личивая видовое разнообразие, формируя так называемый сукцессион ный ряд, состоящий из последовательных стадий замены одного сооб щества другим. В зависимости от исходных условий, принято различать первичные сукцессии, которые начинаются на абсолютно безжизненных субстратах, например на дюнах, и вторичные сукцессии, начинающиеся с более благоприятных стартовых условий, например после пожара ли бо вырубки леса или на заброшенном поле.

Кульминацией сукцессии является стадия климакса — возникнове ние стабильной экосистемы, в которой на единицу поступающего потока энергии приходится продуцирование максимального количества био массы и межвидовых взаимоотношений, приводящее к максимальной трансформации вещества в биотическом круговороте (табл. 1.1).

Таблица 1.1. Изменения в экосистемах во время сукцессии Количество энергии на поддержание сис- Увеличивается Увеличивается Увеличивается темы Замкнутость кругово- Замкнутость круго- Круговороты за- Количество веще ротов, время оборота ворота низкая, вре- мыкаются, вре- ства на входе в сис Скорость обмена ве ганизмом и средой Вмешательство человека в развитие экосистем может приводить к дигрессии — смены такого типа обычно завершаются не климаксными экосистемами, а стадиями катоценоза (полным распадом экосистемы).

Климакс экосистемы (устойчивое равновесное состояние) достигается на более ранних стадиях сукцессии, вследствие чего экосистемы значи тельно упрощаются (например, на месте уничтоженного леса формиру ется обширная луговая экосистема).

Важнейшими показателями динамики экосистем являются устойчи вость и стабильность.

Устойчивость — это способность экосистемы возвращаться в исходное состояние после снятия внешнего воздействия, выведшего ее из равновесия.

Стабильность — это способность экосистемы сохранять свою структуру и функциональные свой ства при воздействии на нее внешних факторов.

Системы с высокой стабильностью способны воспринимать значи тельные воздействия, не изменяя существенно своей структуры. Устой чивость и стабильность характеризуются наличием в экосистеме разно го рода обратных связей:

– отрицательных — направлены на стабилизацию параметров экоси стемы, возвращая их значения к какой-то изначально заданной величине;

– положительных — усиливают благоприятные для системы изме нения, например, способствующие росту и выживаемости организмов.

Деятельность положительных обратных связей обязательно должна быть ограничена соответствующими отрицательными обратными связями.

Стабильность и устойчивость экосистемы обеспечиваются процес сами саморегуляции системы.

Саморегуляция системы — это свойство экосистемы, заключающееся в том, что все ее разнооб разные обитатели существуют совместно, не уничтожая друг друга, а лишь ограничивая численность особей каждого вида определенным уровнем.

Важным фактором, поддерживающим устойчивость экосистемы, яв ляется обеспеченность составляющих ее компонентов (достаточное ви довое разнообразие). Естественные экосистемы функционируют в соот ветствии с законом внутреннего динамического равновесия — вещест во, энергия, информация и динамические качества отдельных природ ных систем взаимосвязаны настолько, что любое изменение одного из этих показателей вызывает сопутствующие функционально-структурные количественные и качественные перемены, сохраняющие общую сумму вещественно-энергетических, информационных и динамических качеств систем, в которых эти изменения происходят.

Равновесие в природных системах зависит и от плотности популя ции, т. е. числа особей на единицу площади (если плотность популяции растет, сопротивление среды увеличивается, в связи с чем увеличива ется смертность, рост численности прекращается, и наоборот, с умень шением плотности популяции сопротивление среды ослабевает, вос станавливается прежняя численность).

Популяция (от лат. populus — народ, население) — исторически сложившаяся совокупность осо бей одного вида, более или менее длительное время занимающая определенное пространство и вос производящая себя в течение большого числа поколений.

1. К какому из трофических уровней пищевой цепи относятся перечисленные организмы: пшеница, щука, дельфины, волки, бактерии, сосна, белка, долгоносик?

2. Составьте схему первичной и вторичной сукцессий природных сообществ.

3. Какие организмы относятся к продуцентам, консументам, редуцентам? Что такое пастбищная и детритная пищевые цепи?

4. Что лежит в основе устойчивости экосистем? Приведите примеры отрица тельных и положительных обратных связей.

5. Составьте схемы пищевой цепи водоема, хвойного леса.

6. Дайте определения базовых экологических понятий: экосистема, биогеоце ноз, природное сообщество (биоценоз), биотоп.

7. Прокомментируйте принцип функционирования экосистем: «На конце длин ных пищевых цепей не может быть большой биомассы».

8. Какие виды динамики экосистем выделяют? Приведите примеры первичной и вторичной сукцессий.

9. Приведите примеры действия законов термодинамики в экосистемах.

Экологические факторы — отдельные элементы и свойства ок ружающей среды, оказывающие прямое или косвенное воздействие на сообщества живых организмов в экосистеме, на состояние экосистемы в целом. Различают:

1) биотические (факторы живой природы);

2) абиотические (факторы неживой природы);

3) антропогенные (факторы, связанные с деятельностью человека).

По периодичности, направленности действия и степени адаптации организмов выделяют:

а) периодические (явления, обусловленные вращением Земли: сме на времен года, суточная смена освещенности, суточные, сезонные и вековые изменения температуры и осадков, динамика растительной пи щи (для животных) и др.);

б) непериодические (не имеют выраженной цикличности: химический состав и механические характеристики почвы, атмосферного воздуха или воды). С их действием связаны приспособительные возможности организ мов и природных экосистем к изменениям внешних воздействий.

По характеру оказываемого действия экологические факторы можно разделить на прямо действующие и косвенные (опосредованные, моди фицирующие).

В процессе эволюции у организмов сформировались определенные требования к условиям среды, т. е. любой живой организм эволюционно приспособлен (адаптирован) к изменяющимся абиотическим и биотиче ским факторам. Изменения величин этих факторов для каждого организ ма допустимы только в определенных пределах, при которых сохраняет ся нормальное функционирование организма, т. е. его жизнеспособность.

Среди многообразия действия экологических факторов на живые орга низмы выделяют следующий ряд общих закономерностей (рис. 1.4.):

1) Диапазон действия факторов, при которых организм (либо попу ляция, биоценоз) достигает наилучшего развития и максимальной про дуктивности, соответствует оптимуму условий.

2) С изменением интенсивности фактора (в сторону уменьшения или увеличения) происходит угнетение организма — чем сильнее откло нение значения факторов от оптимума, тем снижение жизнеспособности больше вплоть до гибели организма или разрушения биоценоза. Диапа зон значений фактора (условия), при которых жизнедеятельность мак симально угнетена, но организм и биоценоз еще существуют, называют ся пессимальными.

3) Жизненные возможности организма ограничиваются экологиче скими факторами, количество и качество которых близко к необходимо му для данного организма минимуму («закон минимума» Л и б и х а (1873)). Экологический фактор, уровень которого в качественном или ко личественном отношении оказывается близким к пределам выносливо сти данного организма, называется ограничивающим (лимитирующим) фактором. Лимитирующие факторы обычно обусловливают границы распространения видов и их ареалы, а также продуктивность организмов и сообществ. Закон лимитирующего фактора лежит в основе теоретиче ского обоснования величины предельно допустимых концентраций (ПДК) загрязнителей (см. гл. 3, п. 3.4.1).

4) Лимитирующим фактором может быть не только недостаток, но и избыток действия фактора («закон толерантности» Ш е л ф о р д а (1913)). Диапазон значений экологического фактора между критическими точками является пределом толерантности (выносливости) вида.

5) Виды, обладающие широкой экологической пластичностью по отношению к комплексу экологических факторов, — эврибионты;

виды с малой индивидуальной приспособляемостью — стенобионты.

6) Степень приспособляемости вида к изменениям фактора среды выражается диапазоном значений факторов среды, в пределах которого данный вид сохраняет нормальную жизнедеятельность (экологическая пластичность организмов, экологическая валентность). Чем шире диапа зон, тем больше экологическая пластичность вида.

7) Правило взаимодействия экологических факторов: одни экологи ческие факторы могут усиливать или смягчать силу действия других.

8) Требования определенного вида к разным экологическим факто рам определяют ареал вида и место его в экосистеме, т. е. занимаемую им экологическую нишу.

Экологическая ниша — совокупность условий жизни в экосистеме, предъявляемых видом к множе ству экологических факторов среды с точки зрения его нормального функционирования в экосистеме.

9) Показатели устойчивости организмов в изменяющихся условиях среды обитания определяются возможностями организмов приспосаб ливаться (адаптироваться) к изменениям биотических и абиотических факторов. Адаптация обеспечивает выживаемость организма в условиях конкретного местообитания, устойчивость к воздействию экологических факторов. Каждый вид имеет определенную способность к адаптации, которая может быть ограничена физиологией организма, пределами проявления материнского эффекта, модификациями, генетическим раз нообразием, внутривидовой изменчивостью, мутационными возможно стями и другими особенностями.

Адаптация — эволюционно выработанные и наследственно (генетически) закрепленные свойства ор ганизмов, обеспечивающие их нормальную жизнедеятельность при изменениях экологических факторов.

Различают два основных типа адаптаций:

1) пассивная адаптация — подчинение ухудшению внешних усло вий, при этом жизнедеятельность замедляется или прекращается, но сохраняется способность восстановить экологическую потенцию при возвращении благоприятных условий;

2) активная адаптация — усиление сопротивляемости, развитие регуляторных способностей при изменении внешних условий, внутрен няя среда живых организмов остается постоянной.

особей Рис. 1.4. Общие закономерности действия экологических факторов 1. Что такое экологические факторы? Приведите примеры факторов: абиотиче ских, биотических, периодических, непериодических.

2. Охарактеризуйте общие закономерности действия экологических факторов.

3. Какой экологический фактор или ресурс может ограничить нормальное развитие и жизнь организма вплоть до полного вымирания? Покажите на конкретном примере.

4. В чем заключаются значение и смыл лимитирующего фактора?

5. Какие периоды в жизненном цикле организма являются критическими? Почему?

1) принцип максимального давления жизни: любой вид организмов, стремясь к экологической экспансии, постоянно увеличивает свое давление на среду, изменяя ее в целях достижения более оптимальных для себя значений факторов среды;

2) принцип экологического соответствия: форма существования организма все гда соответствует условиям его жизни.

На уровне вида абиотические факторы определяют или ограничивают гео графическое распространение видов и в итоге приводят к возникновению географи ческой изменчивости видов. Приспособление популяции к изменениям абиотических факторов происходит путем изменения характера ее пространственного распреде ления и путем адаптивной эволюции. Экологические факторы определяют также свойства и стратегию развития экосистем.

Лимитирующие факторы обусловливают границы распространения видов и их ареалы, продуктивность организмов и сообществ. В настоящее время важным лимитирующим фактором является загрязнение окружающей среды, которое приво дит к нежелательному изменению физических, химических и биологических элемен тов среды и оказывает неблагоприятное воздействие на человека и экосистему. За кон лимитирующего фактора лежит в основе теоретического обоснования величины предельно допустимых концентраций загрязнителей (ПДК).

Изучение особенностей воздействия экологически факторов имеет важное значение и для сельского хозяйства, т. к., устранив ограничивающие факторы, мож но эффективно повысить урожайность сельскохозяйственных культур и производи тельность животных.

Для вопросов охраны окружающей среды большое значение имеет ком плексное воздействие веществ, когда они поступают в организм одновременно, но разными путями (через дыхательные пути с вдыхаемым воздухом, через желудок с пищей и водой, через кожные покровы).

Экология как наука является теоретической основой охраны природы. Под охраной природы следует понимать систему государственных и общественных мер, направленных на обеспечение гармонического взаимодействия общества и природы для сохранения, воспроизводства и рационального использования природных ре сурсов и среды обитания.

Жизнь как термодинамический процесс представляет собой непрерывный об мен живых систем с окружающей средой, при котором происходит освобождение от производимой положительной энтропии и извлечение отрицательной, т. е. порядка и организации. Улавливание солнечной энергии, ее последующее концентрирование и трансформация при переходе от одного трофического уровня к другому обеспечивает повышение упорядоченности, организации живой системы, т. е. уменьшение ее эн тропии. Для поддержания низкой энтропии в равной степени важно, чтобы у элемен тов системы были эффективные механизмы как для улавливания и концентрации энергии — извлечения негэнтропии из окружающей среды, так и для рассеивания ее в окружающую среду — освобождения от накапливающейся положительной энтропии.

Биосфера — это централизованная, открытая, саморегулирующаяся систе ма, характеризующаяся большим разнообразием составляющих ее элементов, об ладающая механизмами, обеспечивающими круговорот веществ. Свойство саморе гуляции (гомеостаза) биосферы связано с живым веществом, его свойствами и функциями. Кроме того, устойчивость всех слагающих ее компонентов и самой био сферы напрямую зависит от деятельности человека.

Естественные экосистемы функционируют в соответствии с законом внут реннего динамического равновесия: вещество, энергия, информация и динамиче ские качества отдельных природных систем взаимосвязаны настолько, что любое изменение одного из этих показателей вызывает сопутствующие функционально структурные количественные и качественные перемены, сохраняющие общую сумму вещественно-энергетических, информационных и динамических качеств систем, в которых эти изменения происходят.

Лимитирующие факторы обусловливают границы распространения видов и их ареалы, продуктивность организмов и сообществ. В настоящее время важным лимитирующим фактором является загрязнение окружающей среды, которое приво дит к нежелательному изменению физических, химических и биологических элемен тов среды и оказывает неблагоприятное воздействие на человека и экосистему. За кон лимитирующего фактора лежит в основе теоретического обоснования величины предельно допустимых концентраций загрязнителей (ПДК).

Для вопросов охраны окружающей среды большое значение имеет ком плексное воздействие веществ, когда они поступают в организм одновременно, но разными путями (через дыхательные пути с вдыхаемым воздухом, через желудок с пищей и водой, через кожные покровы).

Коробкин, В. И. Экология [Текст] : учебник для студ. вузов / В. И. Коробкин, Л. В. Передельский. — Изд. 12-е, доп. и перераб. — Ростов н/Д : Феникс, 2007. — 602 с.

Ручин, А. Б. Экология популяций и сообществ [Текст] : учебник / А. Б. Ручин. — М. : Академия, 2006. — 350 с.

Шилов, И. А. Экология [Текст] : учебник для студ. биол. и мед. вузов / И. А. Шилов. — 3-е изд. — М. : Высш. шк., 2001. — 512 с.

Негативные изменения, происходящие в атмосфере Земли, связаны главным образом с изменениями концентраций второстепенных компонен тов атмосферного воздуха. Основными процессами образования загряз няющих веществ (ЗВ) являются реакции окисления, восстановления, за мещения, разложения, электромеханические, физические процессы и др.

Загрязняющее вещество — любой агент, имеющий природное или техногенное происхождение (прежде всего физический агент, химическое вещество и биологический вид — главным образом мик роорганизмы), попадающий в окружающую среду или возникающий в ней в количествах, выходящих за рамки обычных предельных естественных колебаний или среднего долгосрочного природного фона, и негативно влияющий на качество окружающей природной среды и здоровье человека.

Среди более чем 7 000 химических соединений, загрязняющих ок ружающую среду, выделяют как наиболее опасные десять групп ве ществ: 1) диоксид азота и 2) бензол в воздухе, 3) пестициды и 4) нитра ты в воде, 5) диоксины в пищевых продуктах и почве, 6) полихлориро ванные дифенилы в пищевых продуктах, 7) соляная кислота в почве, 8) фосфаты в водоемах, 9) нефть и продукты ее переработки в почве и воде, 10) свинец в пресной воде и морских отложениях [7].

Загрязнение окружающей среды — изменение свойств среды (химических, механических, физи ческих, биологических, информационных), происходящее в результате естественных или искусствен ных (антропогенных) процессов и приводящее к ухудшению функций среды по отношению к любому биологическому или технологическому объекту.

В соответствии с определением Всемирной организации здраво охранения (ВОЗ), вредные эффекты — это любые эффекты, приводя щие к нарушению функций и (или) патологическим изменениям, которые могут понизить способность организма реагировать на дополнительные стрессорные воздействия либо повысить чувствительность к вредным воздействиям других факторов окружающей среды. Вредный эффект характеризуется наличием морфологических или физиологических на рушений, изменениями роста, развития или продолжительности жизни.

Эффекты воздействия ЗВ можно подразделить на пороговые и бес пороговые. К беспороговым относятся канцерогенные и генетические эффекты, вызванные действием на геном человека (мутагены или ра диационное облучение в малых дозах). К пороговым эффектам относят ся эффекты больших доз радиоактивного облучения (лучевая болезнь разной степени тяжести, катаракта, определенные формы легочных за болеваний и др.), часть эффектов физических факторов воздействия и большинство токсических эффектов, вызываемых токсикантами (некан церогенами). Эффекты действия ЗВ всегда зависят некоторым образом от количества загрязняющего вещества или его дозы в организме. Вели чина дозы зависит от путей поступления в организм: ингаляционно, перо рально, абсорбция поверхностью тела и т. д. При оценке риска развития неканцерогенных эффектов обычно исходят из предположения о наличии порога вредного действия, ниже которого вредные эффекты не развива ются. Для канцерогенов процесс характеристики риска заключается в оп ределении числа ожидаемых дополнительных случаев рака.

Канцерогены — это такие соединения, которые вызывают опухоли после длительного времени хронического воздействия (они не имеют уровня, ниже которого они были бы безопасны для здоровья, т. е. не обладают порогом действия (беспороговые эффекты)).

Многообразие форм хозяйственной деятельности человека опреде ляет и различные подходы к классификации форм и видов загрязнения (рис. 2.1).

- природное - антропогенное - химическое;

ЗАГРЯЗНЕНИЕ

В общем виде в зависимости от источников загрязнения выделяют природное и антропогенное загрязнения. Источником природного (ес тественного) загрязнения являются природные процессы и явления (например, извержения вулканов, пыльные бури, наводнения, стихийные пожары и т. п.). Загрязнение, возникающее в результате деятельности людей, в т. ч. их прямого или косвенного воздействия на интенсивность природного загрязнения, называется антропогенным загрязнением.

Прямое воздействие — это нанесение организму временного раздражающего действия, вызы вающего кашель, ощущение запаха, головной боли и подобных явлений, которые наступают при по вышении пороговой концентрации вещества.

Под косвенным воздействием имеются в виду такие изменения в окружающей среде, которые ухудшают нормальные условия обитания (например, увеличивают количество туманных дней, поража ют зеленые насаждения и т. п.).

В более широком смысле антропогенные загрязнения можно под разделить на несколько групп:

– ингредиентное (привнесение в среду веществ (соединений), чуж дых естественным биогеоценозам);

– параметрическое (изменение качественных параметров окру жающей среды);

– биоценотическое (воздействие на живые организмы);

– стациально-деструкционное (изменение ландшафтов и экологи ческих систем (их структуры и целостности)).

Кроме того, в зависимости от источника и механизма образования загрязнения подразделяют:

1) на первичное — вызванное поступлением ЗВ и процессами не посредственного их превращения;

2) вторичное — развивается как следствие первичного загрязнения и представляет собой новый цикл загрязнения.

Промышленные выбросы в окружающую среду могут классифици роваться по следующим различным признакам:

1) по организации отвода и контроля (рис. 2.2);

2) по режиму отвода — на непрерывного и периодического действия, залповые и мгновенные (происходят при аварийных ситуациях, когда за грязнение распространяется за доли секунд на значительное расстояние);

3) по признакам очистки — на чистые, нормативно очищенные, час тично очищенные, выбрасываемые без очистки;

4) в зависимости от объекта загрязнения: атмосферы, гидросферы, литосферы.

Организованный выброс — вы- Неорганизованный выброс — выброс, поступаю брос, поступающий в атмосферу щий в атмосферу из-за нарушения герметичности через специальные сооружения оборудования, неудовлетворительной работы (газоходы, воздуховоды, трубы) вентиляционной системы, местных отсосов Рис. 2.2. Классификация промышленных выбросов Масштабы загрязнения связаны с мощностью выброса и характером воздушных потоков.

Локальное загрязнение характерно на расстоянии вокруг техноло гического объекта до нескольких единиц и десятков километров. При этом зона влияния определяется главным образом изменчивой скоро стью и направлением ветра. Региональное загрязнение определяется фоновыми концентрациями, удельными техногенными нагрузками на ок ружающую среду, трансграничным переносом ЗВ, при этом загрязнение распространяется на территории в сотни километров. Глобальный ха рактер воздействия оценивается в масштабе полушария или земного шара и определяется:

– изменением климата планеты, вызванным нарушением радиацион ного теплового баланса Земли в результате накопления продуктов сгора ния органического топлива в атмосфере и усиления парникового эффекта;

– воздействием техногенных процессов на озоновый слой планеты;

– уменьшением дефицита пресной воды;

– увеличенным водопотреблением на технологические нужды, т. е.

загрязнение сбрасываемой воды, ее тепловое и микробиологическое воздействие на водоемы;

– уменьшением площади плодородных почв на планете;

– снижением рыбных запасов, запасов флоры и фауны в целом.

1. Раскройте следующие понятия: загрязнение, загрязняющие вещества.

2. Перечислите наиболее опасные химические вещества (соединения).

3. Приведите примеры веществ, обладающих канцерогенным действием.

4. От каких факторов зависят эффекты воздействия загрязняющих веществ на организм человека?

5. Определите вид загрязнения: а) сброс подогретых сточных вод от энергети ческих установок;

б) выброс в атмосферу диоксида азота при сжигании углеводо родного топлива.

6. Перечислите объекты, которые являются источниками шумового загрязнения.

7. Приведите пример вторичного загрязнения атмосферы.

Вероятность появления негативных изменений в окружающей при родной среде, вызванных негативным воздействием хозяйственной и иной деятельности, чрезвычайными ситуациями природного и техногенного ха рактера с учетом величины возможных ущербов, носит название эколо гического риска. Такие негативные изменения обусловлены в первую очередь систематическими выбросами ЗВ, сбросами неочищенных стоков, захоронением опасных отходов в количествах, превышающих установлен ные нормативы. Поэтому очень важно уметь качественно и количественно оценивать проявление всех возможных негативных последствий от воз действий техногенных систем на окружающую среду. Анализ риска заклю чается в выявлении (идентификации) опасностей и оценке риска.

Опасность — источник потенциального ущерба либо вреда или ситуация с возможностью нане сения ущерба, а риск (Risk) или степень риска (level of risk) — это сочетание частоты или вероятности и последствий определенного опасного события (способность химического соединения наносить вред организму и (или) относительная токсичность вещества или смеси веществ) [47].

Оценка риска — это использование доступной информации и научно-обоснованных прогнозов для оценки опасности воздействия вредных факторов окружающей среды и условий на здоровье человека.

Мера экологической опасности рассматривается в двух основных аспектах: 1) вероятность нарушения природного равновесия и 2) веро ятность негативного воздействия на человека.

Экологический риск R может быть оценен количественно по формуле где p — вероятность негативного воздействия источника опасности на население, экосистемы или иные объекты;

y — предполагаемая величи на ущерба от воздействия [47].

Нормирование с использованием предельно допустимой концентра ции загрязняющего вещества (ПДК) (см. гл. 3, п. 3.4) и других нормативов основано на определении количества ЗВ или иного агента в окружающей среде. Нормирование на основе определения экологического риска бази руется на оценке источников опасности и устойчивости экосистем и чело веческого организма. Вред природной среде при различных антропоген ных и стихийных воздействиях, очевидно, неизбежен, однако он должен быть сведен до минимума и быть экономически оправданным. Любые хо зяйственные или иные решения должны приниматься с таким расчетом, чтобы не превышать пределы вредного воздействия на природную среду.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 9 |
 


Похожие материалы:

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Сыктывкарский лесной институт – филиал государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт-Петербургская государственная лесотехническая академия имени С. М. Кирова ФЕВРАЛЬСКИЕ ЧТЕНИЯ Региональная научно-практическая конференция, посвященная 55-летию высшего профессионального лесного образования в Республике Коми Сыктывкар, Сыктывкарский лесной институт, 27–28 февраля 2007 г. СБОРНИК МАТЕРИАЛОВ Научное электронное издание ...»

«А.И. ПЕРЧИК ГОРНОЕ ПРАВО Учебник для вузов Издание 2-е, переработанное и дополненное Издательский Дом ФИЛОЛОГИЯ ТРИ Москва 2002 УДК 347:622 276 ББК 67.407 П 27 Рецензенты: доктор юридических наук, профессор Г.Е. Быстрое; доктор юридических наук, профессор БД. Клюкин; кафедра аграрного и экологического права Московской государственной юридической академии Перчик А.И. П 27 Горное право: Учебник. Изд. 2-е, перераб. и доп. — М.: Изда тельский Дом ФИЛОЛОГИЯ ТРИ, 2002. — 525 с. Работа представляет ...»

«мудрость народная ЖИЗНЬ ЧЕЛОВЕКА В РУССКОМ ФОЛЬКЛОРЕ мудрость народная ЖИЗНЬ ЧЕЛОВЕКА В Р У С С К О М ФОЛЬКЛОРЕ ДЕСЯТЬ ВЫПУСКОВ Под редакцией В. П. АНИКИНА В. Е. ГУСЕВА Н. И. ТОЛСТОГО Москва Художественная литература 2001 мудрость народная ЖИЗНЬ ЧЕЛОВЕКА г 1 В Р У С С К О М ФОЛЬКЛОРЕ ВЫПУСК ЧЕТВЕРТЫЙ ЮНОСТЬ И ЛЮБОВЬ свадьба ОТ СВАТОВСТВА ДО КНЯЖЕГО СТОЛА Москва Художественная литература У Д К ББК 82.3(2Рос-Рус)- ИЗДАНИЕ ВЫПУЩЕНО ПО Ф Е Д Е Р А Л Ь Н О Й Ц Е Л Е В О Й П Р О Г Р А М М Е ...»

«В.А. Карпов ПРАКТИКУМ ПО ДИСЦИПЛИНЕ ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА для студентов экономических специальностей Гродно 2010 УДК 658 (476) (07) ББК 65.291.8 К26 Р е ц е н з е н т ы: Дегтяревич И.И., кандидат экономических наук, доцент (Учреждение образования Гродненский  государственный аграрный университет); Витун С.Е., кандидат экономических наук, доцент. Рекомендовано Советом факультета экономики и управления ГрГУ им. Я.Купалы. Карпов, В.А. ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Н.И. ВАВИЛОВА ИННОВАЦИОННЫЙ МАРКЕТИНГ И МЕНЕДЖМЕНТ: ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА Материалы IV Всероссийской научно-практической конференции САРАТОВ 2014 УДК 316.422:339.138:338.24 ББК 60.524:65.290-2 Инновационный маркетинг и менеджмент: теория и практика: Ма териалы IV Всероссийской ...»

«Министерство образования Республики Беларусь Министерство природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Беларусь Департамент по ликвидации последствий катастрофы на Чернобыльской АЭС Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь Общественный совет Базовой организации по экологическому образованию стран СНГ Белорусский республиканский фонд фундаментальных исследований Центра Всемирного Здоровья Великие Озера Иллинойского Университета, Чикаго, США Немецкая экономическая ...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ К.Б. Валиуллин, Р.К. Зарипова ИСТОРИЯ РОССИИ XX век For.allstud.ru УДК 93/99(075.4)+947+957(075Д) ББК63.3(2)Я75 В15 Рецензенты: 'кафедра истории и политологии Башкирского государственного аграрного университета; д-р ист.наук, профессор К.К. Каримов (Башкирский государственный педагогический университет) Валиуллин К.Б., Зарипова Р.К. В15 История России. XX век. Часть 2: Учебное пособие. - Уфа: РИО БашГУ, 2002. - ...»

«Московская финансово-промышленная академия Ванданимаева О.М. Оценка стоимости земельных участков Москва, 2005 УДК 336:332.2 ББК 65.32-5 В 17 Ванданимаева О.М. Оценка стоимости земельных участков / М., Московская финансово-промышленная академия – 2005, 119 с. © Ванданимаева О.М., 2005 © Московская финансово-промышленная академия, 2005 2 СОДЕРЖАНИЕ 1. Теоретические основы оценки стоимости земли и природных ресурсов 1.1. Земля как природный ресурс. Классификация природных ресурсов 1.2. Земельный ...»

«Клебанович Н. В. Ковальчик Н.В. ОСНОВЫ ЗЕМЕЛЬНОГО ЗАКОНОДАТЕЛЬСТВА И ПРАВА Пособие для студентов направления 1-31 02 01-03 География (геоинформационные системы) Минск БГУ 2008 УДК 347 ББК К 48 Рекомендовано Ученым советом географического факультета 26 октября 2007 г., протокол № 2 Рецензенты: канд. с.-х. наук, доцент В. И. Сороко; канд. географ. наук В. А. Бакарасов ПЖ К48 Клебанович, Н. В. Основы земельного законодательства и права : пособие для студентов направления 1-31 02 01-03 География ...»

«Г.В. ЧУБУКОВ ЗЕМЕЛЬНОЕ ПРАВО РОССИИ УЧЕБНИК ДЛЯ СТУДЕНТОВ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ, ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ ЮРИСПРУДЕНЦИЯ МОСКВА 2002 ISBN5-891 94-1 О1 -5 ББК 67.99(2)5 Чу81 9 785891941014 - Чубуков Г.В. — Заслуженный деятель науки Российской Федерации, доктор юридических наук, профессор, заведующий кафедрой природо ресурсного и предпринимательского права Юридического института Московского государственного университета путей сообщения (МИИТ), действительный член Международной академии наук ...»

«Международный консорциум Электронный университет Московский государственный университет экономики, статистики и информатики Евразийский открытый институт А.Г. Нецветаев Земельное право Учебно-методический комплекс Москва, 2008 1 Земельное право УДК 349.4 ББК 67.407 Н 589 Нецветаев А.Г. ЗЕМЕЛЬНОЕ ПРАВО: Учебно методический комплекс. – М.: Изд. центр ЕАОИ, 2008. – 386 с. В учебном пособии рассматриваются понятия, источники, метод, система, принципы земельного права как отрасли российско го права, ...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ _ Ю.В. Бородин, М.Э. Гусельников ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ Учебное пособие Издательство ТПУ Томск 2005 УДК 574 ББК 20.1 Г 60 Бородин Ю.В., Гусельников М.Э. Г60 Промышленная экология: Учебное пособие. – Томск: Изд. ТПУ, 2005. - 120 с. Изложены вопросы промышленной экологии. Описаны источники, причины и глобальные последствия загрязнения окружающей ...»

«Л.В. ВОРОБЬЕВА ЗЕМЕЛЬНОЕ ПРАВО • ИЗДАТЕЛЬСТВО ТГТУ • Министерство образования и науки Российской Федерации Тамбовский государственный технический университет Л.В. ВОРОБЬЕВА ЗЕМЕЛЬНОЕ ПРАВО Учебно-методическое пособие Тамбов • Издательство ТГТУ • 2004 ББК Х307.2 я 73-5 В75 Утверждено Редакционно-издательским советом университета Рецензент Кандидат юридических наук, доцент А.С. Пучнин Воробьева Л.В. В75 Земельное право: Учебно-метод. пособие. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2004. 96 с. ...»

«И.В. Шутов ВЕХИ ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИИ Санкт-Петербург Издательство Политехнического университета 2012   УДК 630.97 ББК 43.4 Ш 97 Шутов И.В. Вехи лесного хозяйства России / И.В. Шутов. – СПб.: Изд- во Политехн. ун-та, 2012. – 284 с. И.В. Шутов – главный научный сотрудник Санкт-Петербургского научно- исследовательского института лесного хозяйства, заслуженный лесовод Рос сии, член-корреспондент Россельхозакадемии, доктор сельско-хозяйственных наук, профессор. В книге рассказано об основных ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ГРОДНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТ ВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра экономической теории НАЦИОНАЛЬНАЯ ЭКОНОМИКА БЕЛАРУСИ Учебно – методический комплекс Гродно 2011 УДК: 33(47) ББК 65.9 (4Бел) Н 35 Рецензенты: Андрейчик Г.Ф., кандидат экономических наук, доцент; Примшиц Д.В., кандидат экономических наук. Болдак А.К., Сухоцкая О.Н. Национальная экономика Беларуси: учебно – методический комплекс. – Гродно: ГГАУ, ...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ М. А. Рябова АНАЛИЗ ФИНАНСОВОЙ ОТЧЕТНОСТИ Учебно-практическое пособие для студентов специальности 08010965 Бухгалтерский учет, анализ и аудит и бакалавров направления Экономика по специальности Бухгалтерский учет, анализ и аудит очного и заочного отделений Ульяновск УлГТУ 2011 УДК 657 ...»

«МИНИСТЕРСТВО ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ И ЭКОЛОГИИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ MINISTRY OF NATURE RESOURSES AND ECOLOGY RUSSIAN FEDERATION ФГБУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПРИРОДНЫЙ ЗАПОВЕДНИК БУРЕИНСКИЙ STATE NATURE RESERVE “BUREINSKY” ТРУДЫ ГОСУДАРСТВЕННОГО ПРИРОДНОГО ЗАПОВЕДНИКА БУРЕИНСКИЙ Выпуск 5 Под редакцией к.б.н. А.Д. Думикяна и к.б.н. М.Ф. Бисерова TRANSACTIONS OF STATE NATURE RESERVE “BUREINSKY’ Issue 5 Edited by Dr. A.D. Dumikyan and Dr. M.F. Biserov Хабаровск 2012 Khabarovsk УДК ББК 20.18 (2Рос-4Хаб) Т Труды ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ИЖЕВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ . В.К. Трофимов ОБЩИЕ ПРОБЛЕМЫ ФИЛОСОФИИ НАУКИ. КУРС ЛЕКЦИЙ Учебное пособие Ижевск ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА 2009 УДК 101.1(075.8) ББК 87.251Я73 Т 76 Учебное пособие разработано в соответствии с требованиями Про граммы кандидатских экзаменов История и философия науки (Фило софия науки), одобренной ...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Пензенская государственная сельскохозяйственная академия Совет молодых ученых Пензенской ГСХА Научное студенческое общество Пензенской ГСХА ИННОВАЦИОННЫЕ ИДЕИ МОЛОДЫХ ИССЛЕДОВАТЕЛЕЙ ДЛЯ АПК РОССИИ Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых 14…15 марта 2013 г. ТОМ I Пенза 2013 ...»






 
© 2013 www.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.