Реферат: Возмещение вреда, причиненного окружающей среде и здоровью человека

Негосударственное образовательное учреждение

Вологодский кооперативный техникум

Р Е Ф Е Р А Т

по дисциплине:

«Экологические основы природопользования»

по теме:

«Возмещение вреда, причиненного окружающей среде

и здоровью человека»

Выполнили студентки дневного отделения

2 бухгалтерской группы

Шубина О.Л.

Смирнова М.М.

г. Вологда

2003

СОДЕРЖАНИЕ:

1. ВВЕДЕНИЕ. НАУКА ЭКОЛОГИЯ, ЕЕ СОДЕРЖАНИЕ И ЗАДАЧИ.. 3

2. СТРУКТУРА СОВРЕМЕННОЙ ЭКОЛОГИИ.. 6

3. ФИЗИЧЕСКИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ... 6

4. Загрязнение лесных ресурсов.. 11

5. Загрязнение пастбищ... 17

6. Проблемы использования и воспроизводства водных ресурсов.. 19

7. АНТРОПОГЕННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА АТМОСФЕРУ, ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА.. 24

Литература: 31

Одной из наиболее острых проблем совре­менности является сохранение среды обита­ния человечества. Любые успехи научно-тех­нического прогресса будут обесценены, если они сопровождаются разрушением природы. Человек не сможет жить без чистого возду­ха, свободных от вредных примесей воды и продуктов питания.

Тейяр де Шарден

1. ВВЕДЕНИЕ. НАУКА ЭКОЛОГИЯ, ЕЕ СОДЕРЖАНИЕ И ЗАДАЧИ

Понятие «экология» (от греч. oikos — дом, жи­лище) известно всякому образованному человеку, ибо о ней (экологии) сейчас говорят все: с экранов телевизоров, по радио, со страниц книг, газет и жур­налов. Слово «экология» на устах первых руково­дителей государств мира. Почему это произошло? Какова причина столь пристального внимания к данной проблеме? Ответы на поставленные вопросы вы найдете, изучив этот учебник.

Экология — наука, изучающая условия существова­ния живых организмов во взаимосвязи с окружающей средой. Этот термин был предложен в 1866 году не­мецким зоологом Эрнестом Геккелем (1834-1919), считавшим, что под экологией мы должны понимать «сумму знаний, относящихся к экономике природы: изучение всей совокупности взаимоотношений жи­вотного с окружающей его средой, как органической, так и неорганической, и прежде всего его друже­ственных или враждебных отношений с теми живот­ными и растениями, с которыми он прямо или кос­венно вступает в контакт».

Экологическая проблема возникла с появлением человека на Земле. В естественный и сбалансирован­ный круговорот вещества в биосфере вклинился фак­тор хозяйственной деятельности человека, который неуклонно вносил дисбаланс в окружающую среду по мере своего развития. Глубокие потрясения, связанные с геноцидом, вначале по отношению к животному, а затем и растительному миру, наконец, сокрушитель­ное давление на земельные, водные ресурсы и атмо­сферу породили тот клубок противоречий, который называется проблемой выживания человечества.

Поэтому в настоящее время отмечаются разнооб­разные толкования содержания самого термина:

Экология — одна из биологических наук, изуча­ющая живые системы в их взаимодействии со средой обитания.

Таким образом, современная экология не ограни­чивается только рамками биологической дисципли­ны, трактующей отношения главным образом жи­вотных и растений, она превращается в междисцип­линарную науку, изучающую сложнейшие проблемы взаимодействия человека с окружающей средой. Актуальность и многогранность этой проблемы, вы­званные обострением экологической обстановки в масштабах всей планеты, привели к «экологизации» многих естественных, технических и гуманитарных наук.

По этому поводу можно привести слова писателя С. Залыгина: «Сегодня экология представляется мне как деятельность, направленная на преобразование всех остальных форм деятельности современного че­ловека: управленческой, производственной, социаль­ной, здравоохранительной — всех без исключения. Ибо человечество подошло к тому пределу, за которым, если не будет пересмотрена вся наша жизнь в пользу сохранения природы, мы неизбежно должны будем погибнуть. Критический момент наступил» (Новый мир, 1994, № 11).

С научной точки зрения вполне обоснованно деле­ние экологии на теоретическую и прикладную:

теоретическая экология вскрывает общие законо­мерности организации жизни;

прикладная экология изучает механизмы разруше­ния биосферы человеком, способы предотвращения этого процесса и разрабатывает принципы рациональ­ного использования природных ресурсов.

Стратегической задачей экологии считается разви­тие теории взаимодействия природы и общества на основе нового взгляда, рассматривающего человечес­кое общество как неотъемлемую часть биосферы.

Экологическая безопасность — состояние защи­щенности общества и государства, человека и биосфе­ры от угроз, возникающих в результате антропогенных и природных (стихийных) воздействий на окру­жающую среду.

Охрана окружающей природной среды — систе­ма государственных и общественных мер воздействия, направленных на обеспечение гармоничного взаимо­действия системы «общество — природа» на основе:

· сохранения и воспроизводства объектов приро­допользования;

· их рационального и сбалансированного исполь­зования;

· улучшения качества окружающей человека жизненнообходимой среды обитания путем восстановле­ния функций самоорганизации природных систем, ко­торые были утрачены под давлением хозяйственной деятельности человека.

Поэтому усилия, направленные на сбалансирован­ное развитие человечества, должны быть подчинены трем основным целям:

1) распространение знаний о направленности в эво­люции биосферы. Поиск путей, необходимых для сдер­живания роста населения на планете;

2) создание условий для достаточно быстрого эко­номического роста и справедливого распределения доходов, чтобы удовлетворить основные потребности как нашего, так и последующих поколений в рамках сохранности биосферы;

3) разработка такой стратегии управления приро­допользованием и экологизации экономики, чтобы огромное потенциальное воздействие человека на окружающую среду оставалось в допустимых пре­делах.

Должно быть ясно, что если человеческая цивили­зация, включая сельское хозяйство, промышленность и т. д., нуждается в устойчивости, она должна соответ­ствовать этим целям и принципам. Однако до сих пор мы развивали ее, в основном руководствуясь пред­ставлениями и прихотями, которые слабо соотносят­ся с естественными экологическими законами. Этот процесс напоминает сооружение небоскреба без учета строительных принципов.

Действительно, нарастание числа проблем, связан­ных с состоянием окружающей среды, и истощением ресурсов, кризисы, с которыми мы столкнулись, — следствие и свидетельство неверного пути развития.

2. СТРУКТУРА СОВРЕМЕННОЙ ЭКОЛОГИИ

Структура современной экологии представлена на рис. 1. Выделяют крупные подразделения; общая эко­логия (биоэкология), геоэкология, прикладная эколо­гия, экология человека и социальная. Классификацию биоэкологии по уровням биотических систем подраз­деляют на аутэкологию (особей и организмов), синэкологию (экология сообществ), популяционную экологию и др.

3. ФИЗИЧЕСКИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ

Физическое загрязнение связано с изменением физических, температурно-энергетических, волновых и радиационных параметров внешней среды.

Тепловое загрязнение определяется влиянием тепловых полей на воздушную и водную среду. От­рицательное воздействие тепла на воздушную среду обнаруживается путем повышения тепловых градиен­тов температуры над городскими, сельскими агломера­циями по сравнению с естественными природными экосистемами, что влечет за собой изменение энер­гетических процессов в атмо- и гидросфере в сель­ской и особенно городской местности. Так, тепловое воздействие проявляется в ухудшении режима зем­ной поверхности (термокарст, солифлюкция, наледи и др.) и условий жизни людей. Источниками теп­лового загрязнения в пределах городских террито­рий служат подземные газопроводы промышленных предприятий (140-160°С), теплотрассы (50-150°С), сборные коллекторы и коммуникации (35-45°С) и т. д.

Отрицательное воздействие на гидросферу обозна­чается ростом температуры воды, приводящим к уменьшению растворимости кислорода, что снижает активность всего биоценоза водных систем, к сниже­нию процессов естественной минерализации органи­ческого вещества в водных системах, провоцирует рост активности синезеленых водорослей, еще более снижа­ющих количество кислорода в водной среде. Некото­рые живые организмы весьма чувствительны к коле­баниям температуры.

Шумовое загрязнение. Шум воздействует на чело­века и на производстве, и дома. Уровни шума, точнее уровни звукового воздействия, измеряются в децибе­лах (дБ).

Воздействие шума не проходит для организма бес­следно; подобно яду, оно «накапливается» в нем. Ка­жущееся привыкание к чрезмерно громким звукам вовсе не исключает их вреда. Для человека практи­чески безвреден шум в 20-30 дБ, 80 дБ — допусти­мая граница, 130 дБ вызывают болевые ощущения, а 150 — уже непереносимы. В средние века даже су­ществовала казнь «под колокол», звон которого уби­вал приговоренного.

Шум вредит не только слуху. Ряд исследователей доказывают, что шум способен повысить кровяное дав­ление, причинить ущерб сердечно-сосудистой системе, вызвать образование язвы и даже, возможно, усилить предрасположенность к инфекционным заболевани­ям. Излишний шум затрудняет усвоение материала учащимися, становится причиной раздражительности, утомления, снижения производительности труда, повы­шения числа несчастных случаев, ошибок и даже по­рой провоцирует антисоциальное поведение некото­рых людей с повышенной возбудимостью.

Электромагнитное загрязнение. Источниками слу­жат высоковольтные линии электропередач, электро­подстанции, антенны радио- и телепередающих стан­ций, а в последнее время также микроволновые печи, компьютеры и радиотелефоны.

Воздействие электромагнитных полей (ЭМП) на ок­ружающую природную среду изучено еще недостаточ­но. Биосфера Земли находится всего столетие под влиянием мощнейших по напряженности электри­ческих и магнитных полей источников искусствен­ного электромагнитного излучения. Известно, напри­мер, отрицательное воздействие слабых по напряжен­ности электромагнитных полей, формирующихся вокруг различных природных объектов (линз и жил воды, металлических полезных ископаемых, пустот, зон разломов в земной коре и т. д.). Так называемые геопатогенные (биопатогенные) зоны провоцируют серьезнейшие изменения в организме. Эти же ано­мальные явления используются человеком при по­исках таких возмущающих объектов с помощью биофизических (биолокационных) методов (даузеры, лозоходцы).

Отрицательное воздействие электромагнитных из­лучений разной частоты и интенсивности на организм человека и все живое на Земле периодически прово­цируется Солнцем во время так называемых вспы­шек или магнитных бурь. Естественно, наложение искусственных электромагнитных полей на жизнь человека не остается для него бесследным. Работа­ми А.Л. Чижевского в России показана выдающая­ся роль Солнца в биоритмах растительного и живот­ного мира. Установлено, что при длительном воздей­ствии электромагнитных полей даже у здоровых людей отмечаются повышенная утомляемость, голов­ные боли, чувство апатии и др.

Радиоактивное загрязнение. Воздействие радиа­ции сказывалось на всем протяжении длительной истории формирования жизни на Земле. Установле­но, что радиоактивность любой интенсивности вли­яет на наследственность живых организмов. То есть нет нижнего безопасного предела радиации для жи­вых систем.

Радиоактивное излучение проникает через живые ткани подобно крошечным пулям. Оно не оставляет внешних следов и само по себе не ощущается, но спо­собно разрушать молекулы в составе клеток. В боль­ших дозах радиация может нанести им такой вред, что они перестанут делиться. Поэтому ее используют в радиотерапии для разрушения раковых опухолей. Однако если сильно облучить все тело, клеточное де­ление нарушится практически во всех тканях, а зна­чит, станет невозможным нормальное обновление кро­ви, кожи и т. д. Возникнет так называемая лучевая болезнь, которая может привести к смерти уже через несколько дней или месяцев после облучения. А очень сильная радиация способна полностью разрушить клетки и вызвать мгновенную гибель.

Радиация опасна и в низких дозах, так как может повреждать молекулы ДНК, т. е. генетический матери­ал организма. Деление клеток с такой измененной (му-тантной) ДНК иногда становится бесконтрольным и ведет к развитию злокачественных опухолей. Облуче­ние яйцеклетки или сперматозоидов чревато врожден­ными дефектами у потомства. Все эти воздействия дол­гие годы могут никак не проявляться внешне. Основ­ная опасность ядерных установок и заключается в том, что слабые дозы облучения, незаметно воздействуя на лю­дей, повышают возможность возникновения у них рако­вых заболеваний и рождения неполноценного потомства.

Авария на Чернобыльской АЭС в 1986 году по сво­им глобальным последствиям является крупнейшей экологической катастрофой в истории человечества. Суммарный выброс радиоактивных продуктов в атмос­феру оценивается в 77 кг (для сравнения — при взрыве атомной бомбы над Хиросимой было выброше­но 740 г радионуклидов), причем большая часть их от­мечалась в радиусе до 300-400 км от станции. Искус­ственными радионуклидами была загрязнена значи­тельная часть европейской территории СНГ площадью более 100 тыс. км² . В состав радиоактивных осадков вошло около 30 радионуклидов с периодом полурас­пада от 11 ч (криптон-85) до 24 100 (плутоний-239).

Различают воздействие радиации соматическое и генетическое.

Соматическое — вызвано прямым воздействием радиации на живой организм, начиная от значитель­ного снижения средней возможности выживания и кончая мгновенной гибелью.

Генетическое — последствия облучения влияют на развитие и формирование половых клеток. Это мутагенное влияние радиации. Возникновение му­тации обусловлено изменением хромосом и хими­ческим нарушением генетического кода за счет по­явления в ядре половой клетки свободных радика­лов, которые, реагируя с азотистыми основаниями, изменяют структуру генетического кода. В этом за­ключается специфика действия радиации на биообъ­екты. Генетически опасна доза радиации любой ин­тенсивности.

Примерная доза облучения от некоторых объектов

Естественная доза облучения человека — 20-50 млрд/год (1 рентген = 1 рад). Предельно допусти­мая величина радиации для человека, по данным Международной комиссии по радиации, составляет 166 млрд/год. Смертельная доза одноразового облуче­ния — 10 тыс. рад.

Важнейшие радиогенные изотопы в биосфере

Примечание: + — энергия, меньшая 0,2 Мэв, ++ — энергия в интервале

0,2-1 Мэв, +++ — энергия более 3 Мэв.

К радиоактивному загрязнению относятся корпус­кулярное и электромагнитное излучения.

4. Загрязнение лесных ресурсов

Среди ресурсов дикой природы, наиболее интенсивно эксп­луатируемых человеком, надо выделить леса, пастбища, рекреа­ционные и курортные зоны и ресурсы океана. Трудно сказать, сохранились ли где-нибудь, кроме Антарктиды и некоторых пус­тынь, территории, не эксплуатируемые человеком. Даже в Гима­лаях на высотах 6 км и более приходится убирать мусор, остав­ленный многочисленными экспедициями альпинистов. Деграда­ция дикой природы неразрывно связана с исчезновением многих видов животных и растений, то есть с невозобновимыми потеря­ми в генофонде биосферы — возможно, самом ценном ресурсе природы.

Первичные, или девственные, леса сохранились в основном в бассейне Амазонки, в Канаде, Юго-Восточной Азии и в Сибири и занимают около 25 % суши. Леса же в целом как потенциально возобновимый природный ресурс покрывают около 1/3 суши, но эта доля убывает с катастрофической скоростью из-за беспощад­ной рубки. Древесина является ценнейшим сырьём для целых от­раслей промышленности и одновременно прекрасным и доступ­ным топливом, а затраты на её заготовку оказываются ничтож­ными по сравнению с получаемой сиюминутной выгодой. Распределение полученной от рубки лесов древесины по отрас­лям показано на рисунке. В общей сложности в мире ежегодно производится пиломатериалов и бумаги примерно на 150 млрд долларов США. Массовое использование древесины в качестве топлива сохранилось в наименее развитых странах.

Сегодня ситуация такова, что наиболее беспощадной эксплу­атации подвергаются наименее устойчивые к массовой рубке экосистемы тропических лесов. Происходит это под давлением ряда экономических причин.

Во-первых, растущее население тропических стран не имеет средств для интенсификации сельскохозяйственного производ­ства, а потому традиционно пытается наращивать производство продуктов питания за счёт увеличения посевных площадей. Так как почвы тропических лесов бедны и при оголении быстро де­градируют , то освоенные участки через несколько лет забрасываются и вырубаются новые. Сукцессия на этих ра­зорённых и ставших каменистыми почвах протекает чрезвычай­но медленно, ориентировочно — порядка сотен лет. Фактически на этих брошенных участках джунгли не восстанавливаются. Во-вторых, вырубленные тропические леса дают весьма ценную древесину. В сочетании с дешёвой рабочей силой массовая про­мышленная рубка приносит огромный доход. В-третьих, много­кратно выросшее за последние годы население тропических стран не имеет других видов топлива для бытовых нужд, кроме дров.

Всё это наносит непоправимый ущерб тропическим лесам, и к настоящему времени их площадь сократилась примерно до 40 % от своей первоначальной величины.

Леса выполняют в биосфере нашей планеты уникальные и жизненно необходимые функции, которые плохо осознаются большинством людей. Прежде всего леса — основные биопроду­центы нашей планеты. Они защищают основные природные хранилища чистой пресной воды, предохраняют почвы от эрозии, регулируют горные водостоки, защищая доли­ны от наводнений и селей. В процессе фотосинтеза они погло­щают углекислый газ и выделяют кислород. Вырубка лесов и особенно сжигание древесины приводит к некомпенсированно­му выделению в атмосферу СО₂ образующегося за счёт окисле­ния как углерода самой древесины, так и углерода, накопленно­го в лесной почве. Это способствует росту парникового эффек­та. Леса служат домом для огромного числа видов растений и животных, а значит крупнейшим на планете хранилищем гене­тической информации. По существующим оценкам, половина всех живущих на земле видов обитает в тропических девствен­ных лесах. Гибель джунглей может привести к исчезновению примерно миллиона видов, для которых они (джунгли) являют­ся единственно возможным природным местообитанием. Вы­рубка тропических лесов наносит прямой непоправимый ущерб и генофонду умеренных широт, так как тропические леса слу­жат местами зимовки огромного числа птиц, гнездящихся в средних и высоких широтах.

По одной из оценок, среднее дерево в тропическом лесу за счёт выделения кислорода, очистки воздуха, защиты почвы от эрозии, регулирования водостока, обеспечения условий для жизни диких животных и синтеза органического вещества со­здаёт за полвека «экологический доход» около 200 тысяч долла­ров США. В то же время стоимость его древесины не превыша­ет 500 долларов.

Лесные экосистемы умеренного пояса и тайга гораздо бо­лее устойчивы к рубке, чем тропические леса. Это обусловлено наличием относительно мощного почвенного покрова. Среди лесов умеренного пояса наибольшая антропогенная нагрузка приходится на широколиственные леса и сосновые боры. Эта нагрузка обусловлена не столько лесозаготовками, сколько за­грязнением воздуха, закислением осадков и изменениями уров­ня грунтовых вод, связанными с мелиоративными работами и строительством гидросооружений. Первоначально предполага­лось, что леса особо чувствительны к первичному кислотному загрязнению, вызываемому окислами серы и азота. Однако в последнее время становится ясно, что гораздо большую роль могут играть повышенные концентрации озона.

Введенное в ряде развитых стран, в частности Канаде, скан­динавских странах и большинстве стран Европейского Союза, правильное управление лесами позволяет сохранить леса, одно­временно получая значительные устойчивые урожаи древесины. Для достижения спелости лесу требуется от 20 до 120 лет в зави­симости от вида деревьев.

При равновозрастном лесопользовании на каждом участке рас­тут деревья одинакового возраста. По достижении ими спелости участок — лесная плантация вырубается и, как правило, засажи­вается саженцами одного возраста. Период выращивания от руб­ки до рубки называется оборотом. Такой подход широко используется для получения древесины быстрорастущих хвойных по­род — сосны и ели. По сути, этот подход ничем не отличается от обычного монокультурного земледелия со всеми проблемами не­устойчивых антропогенных экосистем и соответственно с необ­ходимостью значительных затрат на поддержание неустойчивого состояния экосистемы (удобрения, пестициды и т. д.). Если по­сле тотальной вырубки лес восстанавливается естественным путём в результате сукцессии, то система будет устойчивой, но с технологической точки зрения этот подход неудобен из-за раз­броса размеров деревьев и их неодновременного созревания. Кроме того, при сплошной рубке оголённый участок может на­долго, а то и навсегда зарасти «сорными» породами деревьев. Например, место, которое занимала вырубленная дубрава, может зарасти осиной и ольхой.

При разновозрастном лесопользовании на участке сохраняются деревья разного возраста. Выборочная рубка, конечно, менее удобна технологически, но оказывается полезна для леса в це­лом. Она защищает лесные почвы от истощения и эрозии, улуч­шает условия для роста молодых деревьев и позволяет полно­стью сохранить биологическое разнообразие, обеспечивающее устойчивость лесного биоценоза. Всё сказанное о выборочной рубке не относится, разумеется, к случаю, когда выбор имеет вид «снимания пенок» — вырубаются только наиболее хозяйст­венно ценные взрослые деревья. Такой хищнический подход ведёт к деградации леса. Наилучший вариант выборочных ру­бок — когда рубка хозяйственная совмещается с санитарной очисткой леса от сухих и больных деревьев.

Большое значение в сохранении лесных ресурсов имеет за­щита лесов от болезней, насекомых-вредителей и пожаров. В лесах с природной структурой биоценоза заболевания и насе­комые-вредители редко получают серьёзное распространение. Но искусственные лесные плантации далеко не сразу становят­ся способны к самозащите и легко поражаются болезнями, сре­ди которых особо опасными являются грибки-паразиты, непар­ный шелкопряд и короеды. Особую опасность представляют виды, заносимые с континента на континент: на новом месте они находят изобильную пищу при отсутствии естественных врагов.

Лесные пожары — достаточно сложное и неоднозначное яв­ление. Низовые лесные пожары охватывают подлесок, но почти не затрагивают взрослые деревья. В природе они периодически возникают от молний. Огонь распространяется медленно, так как он сконцентрирован в безветренном ярусе леса, и животные успевают убежать. Низовые пожары уничтожают накопившиеся в подстилке сухие ветки, хвою и опавшие листья, что снижает опасность катастрофических верховых лесных пожаров. Низовой пожар ускоряет минерализацию мёртвого органического вещест­ва, увеличивает активность азотфиксирующих почвенных бакте­рий, стимулирует прорастание семян некоторых видов и уничто­жает множество опасных для деревьев паразитов. Для многих лесных обитателей (лоси, косули, вальдшнепы, куропатки, тете­рева) низовые пожары — благо, так как они способствуют сохра­нению их местообитаний и кормовой базы. Низовой пожар обычно затухает сам или гасится без особых проблем.

Огромный ущерб лесам наносят верховые лесные пожары, способные охватывать площади в десятки и сотни тысяч гекта­ров. Абсолютное большинство этих пожаров вызывается неосто­рожным обращением с огнём и преднамеренными палами, а не грозами, так как последние обычно сопровождаются ливневыми осадками. Верховой пожар носит тотальный характер, охватыва­ет все ярусы леса и быстро распространяется благодаря возника­ющей высокой температуре и особенно ветру. В отличие от ни­зовых, верховые пожары способствуют эрозии почв и гибели обитателей леса.

Тушение верховых лесных пожаров — весьма сложная и до­рогостоящая операция, требующая привлечения множества обу­ченного и специально экипированного персонала, а также на­земной техники и авиации.

Гораздо дешевле систематическое предупреждение пожаров. Предупреждение состоит в постоянной разъяснительной работе среди населения и введении запретов на посещения огнеопас­ных участков леса в сухую жаркую погоду, на разведение кост­ров и курение. Регулярная санитарная чистка и рубка сухостоя вместе с контролируемыми низовыми палами также отличное средство предупреждения верховых пожаров.

Большую опасность представляют собой подземные пожары, возникающие в пересохших торфяниках в лесах умеренного кли­матического пояса. Огонь может тлеть в них в течение долгого времени и внезапно выйти на поверхность в неожиданном мес­те. Известны случаи, когда такие подземные очаги огня умудря­лись пережить даже зиму.

5. Загрязнение пастбищ

Около половины поверхности материков (кроме Антарктиды) занимают пастбищные угодья, то есть безлесные земли, способ­ные обеспечить кормом травоядных животных. Примерно 40 % от этих земель используется для выпаса скота. В мире насчитыва­ется не менее 10 млрд голов скота, из которых 3 млрд составляет рогатый скот — овцы, коровы, козы, буйволы и другие жвачные животные. Три четверти из них кормится за счёт естественных пастбищ на так называемом беспривязном содержании, осталь­ные откармливаются в специализированных хозяйствах. Между этими двумя способами содержания скота существует принципи­альная разница. Скот на естественных пастбищах занимает опре­делённую экологическую нишу в природном биогеоценозе, час­тично или полностью вытеснив из неё не без помощи человека диких животных. Если поголовье скота соответствует экологиче­ской ёмкости травоядных, то структура природной экосистемы при этом сохраняется, и поддержание её в равновесии не требует от человека особых затрат и усилий. Скот, содержащийся исклю­чительно на засеиваемых выгонах или в стойлах, оказывается ча­стью антропогенной системы, поддерживаемой искусственно. Многие современные хозяйства такого типа носят полностью ин­дустриальный характер.

Устойчивость экосистемы пастбища зависит от типа растите­льности. Злаковые травы имеют густые корневые системы, не поддающиеся выкорчёвыванию и препятствующие эрозии. Боль­шинство остальных трав и кустарников имеют один основной корневой стержень, который легко вырывается из почвы. При объедании только верхней части растения оно быстро восстанав­ливается, если сохранились нижняя его часть и корень, где со­средоточен метаболический запас растения.

Пастбище, как и всякая экосистема, имеет определённую экологическую ёмкость по отношению к каждому виду и поголовью травоядных в целом. В оптимальной ситуации ёмкость пастбища заполнена, но не переполнена. При перепол­нении, то есть при перевыпасе скота, начинается уничтожение метаболического запаса растений, и ёмкость пастбища падает. Если перевыпас продолжается, то резко возрастает эрозия и ме­няется видовой состав растений — кормовые травы замещаются малосъедобными растениями — колючками, которые получают экологическое преимущество. В дальнейшем в регионах с пони­женным увлажнением может произойти полное опустынивание. Такое катастрофическое развитие событий характерно при пере­выпасе в африканской саванне. В северной степной зоне — тун­дре, где почвенный покров слаб и тонок, перевыпас оленей ока­зывается даже менее опасен, чем использование тяжелых транс­портных машин, следы от которых не зарастают десятки лет.

При недостаточном выпасе экологическое равновесие также нарушается. Начинается сукцессионный процесс зарастания пастбища разнотравьем и кустарником, которые дают укрытие грызунам — конкурентам скота.

В настоящее время около трети пастбищ Земли находятся в неудовлетворительном состоянии вследствие неправильной экс­плуатации и перевыпаса. Наилучший способ поддержания про­дуктивности пастбища издревле применялся скотоводами и со­стоит в контроле над передвижениями животных и содержании смешанных стад, в которых различные виды животных питаются преимущественно разными растениями.

Применение на пастбищах удобрений для форсированного роста растений и пестицидов для борьбы с нежелательными ви­дами — очень дорогой и малоэффективный метод управления пастбищами. Вместе с грызунами гибнут их естественные враги, что приводит к неконтролируемым вспышкам численности тех самых видов, против которых ведётся.

6. Проблемы использования и воспроизводства водных ресурсов

Вода является неисчерпаемым природным ресурсом в общепланетарном масштабе, т.к. ее общее количество на планете поддерживается постоянным влагооборотом между океаном, атмосферой и сушей земного шара.

Вода занимает 70,8% от общей поверхности планеты. На долю мирового океана приходится 97% всех запасов водных ресурсов. Большая часть пресных вод (70%) содержится в ледниках и снежных покровах. На подземные воды приходится 23% запасов пресных вод, следовательно, доступными для использования остаются всего только 7% пресных вод.

Основной проблемой в настоящее время является загрязнение пресных вод различными загрязнителями: пестицидами и ядохимикатами, нефтью и нефтепродуктами, поверхностно-активными веществами. Нарастающее загрязнение водоемов и водостоков наблюдается во всех промышленных странах.

В таблице представлены данные о содержании некоторых органических веществ в промышленных подах.

Содержание загрязняющих веществ в промышленных сточных водах

Для России проблема охраны и использования водных ресурсов также является актуальной. Практически все поверхностные воды загрязнены выше установленных норм (по отдельным загрязнителям ПДК превышаются в 5-40 раз).

Основными направлениями рационального использования водных ресурсов являются: вторичное использование, применение новых технологий очистки, организационные мероприятия.

Вторичное использование воды применяется на промышленных предприятиях в различных технологических процессах.

Для проведения экзотермических химических реакций, т.е. процессов, идущих с выделением тепла, требуется отвод тепла, т.е. охлаждение аппарата, в котором эта реакция протекает. Для проведения эндотермических реакций, т.е. процессов, идущих с поглощением тепла, требуется подвод тепла, т.е. нагревание аппарата. Обычно используют теплообменные аппараты, одним из видов которых является аппарат с рубашкой. В рубашке циркулирует вода. В первом случае в рубашку подается холодная вода, которая отводит тепло, т.е. в процессе циркуляции нагревается. Во втором случае подается предварительно нагретая вода, которая, в свою очередь, обогревает аппарат, т.е. выполняет роль теплоносителя и в процессе циркуляции охлаждается.

Совмещение экзотермического и эндотермического процессов

1 - Экзотермический процесс

2 - Эндотермический процесс

3 - Водяная рубашка

При совмещении экзо- и эндотермических процессов холодная вода, используемая в первом аппарате, выходит из рубашки уже горячей, и ее можно использовать во втором аппарате без дополнительного подогрева. Таким образом, можно вторично использовать воду и сэкономить энергию для ее нагрева.

В настоящее время и применяются более совершенные методы очистки воды: физико-химические, биотехнологические,

К физико-химическим относятся радиационные, ионообменные, окислительно-восстановительные методы и др. очистки.

При радиационной очистке используют монтирующее излучение, под воздействием которого токсичные вещества превращаются в безвредные.

Ионообменная очистка позволяет не только освобождать воду от загрязнения, но и улавливать для повторною использования ряд ценных химических соединений. В этом методе используют иониты (глинистые минералы, фтораппатит, ионообменные смолы), которые участвуют в реакциях ионного обмена с загрязнителями.

Окислительно-восстановительные методы позволяют перевести токсичные соединения в менее токсичные с последующим удалением последних из сточных вод. Этот метод стокоочистки связан с большим расходом peal ентов и используется в тех случаях, когда опасные токсиканты (цианиды, соединения мышьяка) нельзя извлечь из сточных вод другими способами.

Очистка сточных вод с помощью окислителей и восстановителей.

В качестве окислителей используют хлор (С1₂ ), озон (O₃ ), пиролюзит (МnО₂ ), в качестве восстановителей - активированный уголь, органические отходы (например, газетную бумагу), гидросульфит натрия (NaHSO₃ ), диоксид серы (SO₂ ).

Использование окислителей. Для очистки промышленных стоков от соединений мышьяка (As³⁺ ) успешно применяют пиролюзит. Сточные воды фильтруют череч слой пиролюзита, при этом As³⁺ переходит в менее токсичный As³⁺ :

H₃ AsO₃ +MnO₂ +H₂ SO₄ =H₃ AsO₄ +MnSO₄ +H₂ O

Использование восстановителей. Эти методы применяются, например, для удаления из сточных вод хрома. Cr⁶⁺ , содержащийся в некоторых промышленных стоках, восстанавливается до Сг³⁺ с последующим осаждением его в щелочной среде в форме гидроксида (Сr(ОН)₃ ):

2CrO₃ + ЗH₂ SO₃ = Cr₂ (SO₄ )₃ +ЗH₂ O

Cr₂ (SO₄ )₃ + 6NaOH = 2Cr(OH)₃ +3Na₂ SO₄

Организационные мероприятия сводятся к административно-правовому и экономическому регулированию водопользования. Отношения в сфере использования и охраны водных объектов регулируются водным кодексом РФ от 18 октября 1995г. Государственный экологический контроль осуществляет Государственная инспекция но охране водных ресурсов, которая контролирует состояние водоочистного оборудования, наличие разрешении на водопользование, следит за состоянием водоохранных зон. Она имеет право предъявлять штрафные санкции к предприятиям - нарушителям, а также приостанавливать их деятельность.

К экономическим методам регулирования водопользования относятся: платность, .лицензирование и лимитирование водопользования. Плата и пользование водными объектами вносится потребителями в виде регулярных платежей в течение срока водопользования и плата на восстановление и охрану водных объектов.

Лицензии выдаются на отдельные виды водопользования, они удостоверяют право на пользование водным объектом в определенных границах, в соответствии с указанной целью, на установленный срок. Лимиты утверждаются органами водного хозяйства. Существуют лимиты на потребление вод для орошаемого земледелия, для промышленного потребления, на выбросы и сбросы сточных вод.

Водная проблема актуальна и для Подмосковья. Москвичи, как и большинство населения других регионов России, обеспечиваются водой из поверхностных источников. Тогда, как более 90% жителей Московской области пьют воду, добываемую из глубокозалегающих подземных водоносных горизонтов. Реальные потребности Московской области в подземных водах на перспективу 10-15 лет не превысят 3,5 млн. куб.м в сутки; расчетная потребность на 2005г. - 4,93 млн. куб.м воды в сутки. По данным учета, проводимого службой государственного мониторинга подземных вод. на производственные нужды используется - 20-30 % от отбора подземных вод; на хозяйственно-питьевые нужды Московской области - 350-360 л в сутки на человека.

Геологами разведаны и переданы водохозяйственному комплексу эксплуатационные запасы пресных подземных вод мощностью 5,1 млн. куб. м в сутки. В результате отвода земель под коттеджную и иную застройки неблагоприятные экологические изменения зафиксированы в 57 разведанных, но не освоенных месторождений подземных вод. Эти проблемы актуальны для 19 районов области (где содержание естественных компонентов ранее не контролировалось или контролировалось недостаточно):

Люберецкого, Мытищинского, Подольского, Домодедовского, Щелковского, Павлово-Посадского, Воскресенского и др. районов. Здесь концентрации стронция, бария, бора, личин заметно превышают допустимые. Возможность реализации природного потенциала области зависит от рационального выбора способен улучшения качества питьевой воды и работами по мониторингу подземных вод.

7. АНТРОПОГЕННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА АТМОСФЕРУ, ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

Размеры воздушного океана, окружающего нашу планету, колоссальны, его вес составляет около 5 тыс. трлн т; на каждого жители земного шара приходит­ся по 2,5 млн т воздуха. Первостепенную важность для жизни человека имеет сохранение кислородного равновесия, особенно в районах, где наблюдаются се­рьезные нарушения экологического равновесия. За последние 100 лет уничтожено 245 млрд т кислоро­да, а вместо него в атмосферу поступило 360 млрд т углекислого газа.

Потребление кислорода при современном уровне техники достигло 1/10 от его общего количества, обра­зующегося в процессе фотосинтеза. Кислород сгорает в фабричных печах, в двигателях кораблей, автомоби­лях, ракетах и самолетах. При перелете через Атлан­тику одним самолетом потребляется 70-150 т кисло­рода. Как показывают проведенные исследования, французско-британский «Конкорд» «проглатывает» каждую секунду 700 кг воздуха, а 320 млн автомобилей потребляют больше кислорода, чем все население Земли. Каждый человек за сутки потребляет около 360 л кислорода, а спортсмены — значительно боль­ше. Подсчитано, что весь воздушный океан проходит через земные живые организмы, включая человека, примерно за 10 лет.

Вопрос о воздействии человека на атмосферу нахо­дится в центре внимания специалистов и экологов всего мира. И это не случайно, так как крупнейшие глобальные экологические проблемы современнос­ти — «парниковый эффект», нарушение озонового слоя, выпадение кислотных дождей — связаны именно с антропогенным загрязнением атмосферы.

Атмосферный воздух выполняет сложнейшую эко­логическую функцию, а именно:

• регулирует тепловой режим Земли, способству­ет перераспределению тепла по земному шару;

• газовая оболочка — это «одеяло» Земли, предо­храняющее ее от чрезмерного остывания и нагрева­ния. Благодаря этому на Земле не бывает резких пе­реходов от мороза к жаре, и наоборот. Если бы Зем­ля не была окружена атмосферой, то в течение одних суток амплитуда колебаний температуры поверхнос­ти нашей планеты достигала бы 200°С: днем стояла бы сильнейшая жара (более 100°С), а ночью — мороз (около — 100°С). В действительности средняя температура Земли благодаря атмосфере около 15°С;

• спасает все живущее на Земле от губительных ультрафиолетовых, рентгеновских и космических лу­чей. Верхние слои атмосферы частично поглощают, частично рассеивают эти лучи;

• защищает нас и от «звездных осколков». Разме­ры метеоритов в подавляющем большинстве не пре­вышают величины горошины. С огромной скоростью (от 11 до 64 км/с) они под влиянием земного притя­жения врезаются в атмосферу планеты, раскаляются за счет трения о воздух и на высоте около 60-70 км большей частью сгорают;

• определяет световой режим Земли, разбивает солнечные лучи на миллионы мелких лучей, рассеи­вает их и создает то равномерное освещение, к кото­рому привык человек;

• наличие воздушной оболочки придает нашему небу голубой цвет, так как молекулы основных элемен­тов воздуха рассеивают главным образом лучи с корот­кой длиной волны, т. е. фиолетовые, синие и голубые;

• является той средой, где распространяются зву­ки. Без воздуха на Земле царила бы тишина;

• обладает способностью к самоочищению. Оно происходит при вымывании аэрозолей из атмосферы осадками, турбулентном перемешивании в приземном слое воздуха, отложении загрязненных веществ на „ поверхности земли и т. д.

Всякое загрязнение вызывает у природы защитную реакцию, направленную на его нейтрализацию. Эта способность природы долгое время эксплуатировалась человеком бездумно и хищнически. Отходы производ­ства выбрасывались в воздух в расчете на то, что все они будут обезврежены и переработаны самой приро­дой. При этом не возникало и мысли о наносимом ей ущербе. Казалось, что как ни велика общая масса от­ходов, она незначительна по сравнению с защитными ресурсами. Однако при все прогрессирующем росте загрязнений становится очевидным, что природные системы самоочищения рано или поздно не смогут выдержать такого натиска. Способность атмосферы к самоочищению имеет определенные границы. Если они будут превышены, то самоочищение в атмосфере не приведет к полному рассеиванию и разложению примесей. Поэтому боль­шие объемы вредных выбросов в атмосферу вызыва­ют целый ряд неблагоприятных последствий.

Основные источники загрязнения воздуха и их воздействия.

3агряязнение атмосферы — привнесение в атмос­феру или образование в ней физико-химических аген­тов и веществ, обусловленное как природными, так и антропогенными факторами. Естественное загрязнение — это геологические и геохимические процессы, всегда существовавшие на Земле с момента ее образования как геологического тела. Эти факторы не угрожают отрицательными последствиями природным экосистемам, за исключением некоторых катастрофических природных явлений. Например, при извержении вулкана Пинатубо (Филиппины) в 1991 году в атмосферу было выброшено 20 млн т ди­оксида серы.

Источники загрязнения атмосферы

Антропогенное загрязнение спровоцировано исклю­чительно хозяйственной деятельностью человека, его неуемным желанием создавать себе блага иногда во вред окружающей природной среде. Это загрязнение в первую очередь связано с выбросами сернистого, угарного, углекислого газов, сероводорода, оксидов и диоксидов азота, аммиака, метана (см. схему). То есть такого набора газов, которые определяли главную со­ставляющую протоатмосферы Земли. Иными словами человек своей хозяйственной деятельностью (вопреки фотосинтезу!) возвращает систему атмосферы, в преджизненное состояние. В борьбе между фотосинте­зом и загрязняющей ролью хозяйственной деятельно­сти человека сейчас победу одерживает человек. Но эта победа — скорее признак атавизма, а не прогресса. Виды источников, нарушающих естественное состояние атмосферного воздуха, отражены на схеме.

Основные виды источников, нарушающие качественное состояние воздушного бассейна

В общем количестве выбросов вредных веществ в атмосферу над территорией России доминируют вы­бросы от стационарных источников (промышлен­ность, ТЭЦ и др.). Они же преобладают и в крупных промышленных центрах (Кривой Рог, Магнитогорск, Мариуполь, Новокузнецк, Нижний Тагил), где значи­тельную долю выбросов в атмосферу дает и автотран­спорт. В России составлен ранжированный перечень городов (на 1991 г.) по количеству выбросов загряз­няющих веществ в атмосферу от стационарных ис­точников. Суммарный выброс загрязняю­щих веществ в атмосферу над территорией России в 1991 г. составил 53 млн т, из них выбросы от стаци­онарных источников - 32 и от автотранспорта - 21 млн т.

Контроль за загрязнением атмосферы ведется в 334 городах и охватывает все города с населением более 100 тыс. чел. и с крупными промышленными предприятиями.

Выбросы в атмосферу загрязняющих веществ от стационарных источников в городах России в 1991 г. (по А.А. Шеховцову и др., 1993)

Среднее время жизни этих газов составляет около 1000 лет. Фреоны в присутствии N0 и Сl разрушают озон, при этом оба газа сохраняются:

NO₂ + О = 2NO;

NO + O₃ = NO₂ + O₂ ;

NO₂ + О = NO + О₂ .

Убывание концентрации озона (O₃ ) приводит к воз­растанию проникающего ультрафиолетового излуче­ния на поверхность Земли.

Если нынешние выбросы ХФУ в атмосферу сохра­нятся, можно ожидать лишь расширения и «углубле­ния» озоновых дыр над полюсами. Естественно, это повлечет за собой разрежение озонового слоя над всей планетой, что совершенно для нас неприемлемо.

Установление стандартов. Акт о чистом воздухе от 1970 г. предусматривал стандарты для следующих пяти загрязнителей, которые в то время считались наиболее распространенными и вредными: все взве­си; сернистый газ; озон; угарный газ; оксиды азота.

Виды стандартов по охране атмосферного воздуха

Это критерии загрязнения. Первичный стандарт, или предельно допустимая концентрация (ПДК), для каждого из них — это максимальный уровень, который человек может переносить без ущерба для здо­ровья, плюс 10-50% как «запас прочности». Сейчас виды. стандартов по охране атмосферного воздуха включают нормативы предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ (взвешенные ча­стицы, аэрозоли, пыль, газообразные компоненты); нормативы биологического загрязнения (микробы, ви­русы, аллергены); нормативы предельно допустимых уровней (ПДУ) вредных физических воздействий: зву­ковые колебания, электромагнитное загрязнение, теп­ловое воздействие, проникающая радиация, вибрация и т. д. Стандарты выбросов: нормативы предельно допустимых выбросов (ПДВ) загрязняющих веществ (пары, аэрозоли).

Литература:

1. Охрана окружающей среды

2. Учебник «Экологические основы природопользования»

3. Экологические основы природопользования

ПРИЛОЖЕНИЯ

Структура современной экологии