Лекции - Экология - файл n1.doc

Лекции - Экология
скачать (372.1 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc613kb.28.05.2007 10:54скачать

n1.doc

ОБЩАЯ ЭКОЛОГИЯ

В лекциях используются следующие сокращения

ОС – окружающая среда

ПП - природопользование

ООС - охрана окружающей среды

ПДК - предельно допустимая концентрация вредных веществ

ПДУ - предельно допустимый уровень воздействия

ПДН - предельно допустимая нагрузка на ОПС

ПДВ - предельно допустимый выброс вредных веществ

ПДС - предельно допустимый сброс вредных веществ

ГЭЭ - государственная экологическая экспертиза

OBOC - оценка воздействия на ОС

ПР - природные ресурсы

ОПС - охрана природной среды

ЭК - экологический кризис

ЭС - экологическая система
Слово экология впервые употребил Э. Геххель немецким ученым в 1866 г. Слово «Экология» переводится как наука о доме («ойкос» жилище, место обитания и «логос» - наука, учение).

Как наука, экология возникла в начале 20 века. В широкий обиход вошло в 1960 годах, когда стали говорить об экологическом кризисе, как о кризисе во взаимоотношениях человека со средой обитания.

Экология как часть биологического цикла - наука о местообитании живых существ, их взаимоотношении с ОС.

Экология изучает организацию и функционирование экологических систем различных уровней вплоть до глобального, т.е. до биосферы в целом.

Любые изменения в среде обитания входят в компетенцию экологии (независимо космические или антропогенные). Экология междисциплинарная наука (на стыке экологии с другими отраслями знаний выделяю такие науки как экология космическая, прикладная, биоэколоогия, химическая, социальная, сельского хозяйства.

С научно-практической точки зрения вполне обосновано деление экологии на теоретическую и прикладную. Теоретическая экология вскрывает общие закономерности организации жизни.

Прикладная экология - дисциплина, изучающая механизмы разрушения биосферы человеком, способы пре­дотвращения этого процесса, разрабатывающая принципы рационального использования природных ресурсов без деградации среды жизни.

Прикладная экология базируется на системе законов, правил и принципов экологии и природопользования. Выделяют два типа ПП рациональное и нерациональное. Рациональное ПП - это система деятельности при­званная обеспечить экономное использование ПР, и их воспроизводство с учетом перспективных интересов развития и сохранения здоровья человека.

Нерациональное - ведет к исчерпанию ПР, подрыву восстановительных сил биосферы, снижению оздоровительных и эстетических качеств. Это система не обеспечивающая сохранения природно-ресурсового потенциала природы
Основные задачи прикладной экологии (решаемые в настоящем времени):

Стратегической задачей экологии считается развитие теории, рассматривающей человеческое общество, как неотъемлемую часть биосферы.

Современную экологию принято разграничивать на 3 крупных раздела: факториальную, популяционную и биогеоценозную

Факториальная экология изучает взаимодействие вида с ОС т.е. совокупность факторов действующих на изолированную особь и ответные реакции особи на их действие. Предметом изучения является фактор.

Факторы делятся на:

1) Экологические

2) Естественные

3) Антропогенные.

1. ЭФ - элементы среды существенно влияющие на живой организм.

Они бывают: а) биотические (факторы живой природы). Совокупность влияния жизнедеятельности одних организмов на жизнедеятельность других, а так же на неживую среду обитания.

Подразделяются на внутривидовые контакты между членами семьи, группы, стада, отношения полов, размножение, взаимопомощь, конкуренция, доминирование и т.д.); межвидовые контакты между особями и популяциями различных видов (нейтрализм, конкуренция, паразитизм, хищничество, пищевые связи).

Абиотические факторы – это компоненты и явления неживой, неорганической природы, прямо или косвенно воздействующие на живые организмы.

Они подразделяются на:

Климатические – солнечная радиация, температура, влажность, атмосферное давление, осадки, ветер.

Эдафические – почвенные для обитателей гидрологических почв; суточные и сезонные изменения в природе.

2. Естественные факторы - процессы и явления, существовавшие до появления людей.

3. Антропогенные факторы - воздействие на организм общественной среды: т.е. все виды деятельности чело­века, приводящие к изменению среды обитания.

Границы между факторами условны. Некоторые абиотические факторы имеют биогенное или техногенное происхождение (состав воздуха, региональный микроклимат, гидрологический режим, радиоволны, излучения).

В большинстве случаев антропогенные факторы представляют последствия производственной деятельности общества и лишь иногда они производятся со специальной целью изменить природу в желаемом направлении (насаждение леса, создание водохранилища, осушений, орошение и др.).

Особенно опасно:

1. Проявление антропогенных факторов, не имеющих аналогов в природе (создание отравляющих веществ и микробов)..

2. Нарушение стабильности сверхчувствительных участков природы (озеро Байкал - большие запасы пресной воды).

3. Мутагенное воздействие на природу (факторы вызывающие мутацию - радиация).

4. Резкое изменение условий существования видов (изменение климата. )

5. Соединение антропогенного и естественного факторов (сброс в водоём, размещение отходов на почве, выброс в атмосферу).

Антропогенные факторы объединяются в 4 группы.

Факторы тела - обладают пространственной определенностью и долговременностью действия (рельеф, водоёмы, каналы, обработка почвы, сооружения, постройки и т.д.)

Факторы времени не имеют пространственной определенности. Факторы, изменение которых во времени повторяется регулярно называются периодическими (климатические, гидрологические - приливы, отливы).

Факторы процесса - разнообразная деятельность человека, непосредственно воздействует на природу и изменяет её (парниковый эффект).

Факторы явления (тепло, свет, радиоволны, электропотоки и т.д.)

ПОПУЛЯЦИОННАЯ ЭКОЛОГИЯ (ДЕМОЭКОЛОГИЯ)

Изучает условия формирования структуры и динамики естественных группировок особей одного вида, популяции.

Популяция - совокупность особей одного биологического вида, населяющих пространство с относительно однородными экологическими условиями, имеющих общий генофонд и возможность скрещиваться.

Экологическую популяцию можно представить как население одного вида данной территории.

Для вида характерны:

1) Общность происхождения.

2) Единство экологической реакции на внешние воздействия.

Синэкология (биоценология) - изучает взаимоотношение популяций, сообществ и экосистем со средой, т.е. изучает экосистемы всех видов - совокупность организмов и неживых компонентов взаимодействующих и связанных потоками веществ и энергий.
1.1. УЧЕНИЕ ВЕРНАДСКОГО О БИОСФЕРЕ|

Вернадский дал определение биосфере - это тонкая оболочка земли, в которой все процессы протекают под прямым воздействием живых организмов (сфера единства живого и неживого).

Занимаясь биохимией (изучающей распределение химических элементов по поверхности планеты), Вернадский сделал выводы:

1. Нет ни одного элемента в таблице Менделеева, который не включался бы в живое вещество.

2. Биогенная миграция химических элементов в биосфере всегда стремится к максимальному своему проявленного (этот принцип в наши дни нарушен человеком). Биогены - питательные вещества, незаменимые химические элементы: углерод С2, водород Н2, кислород О2," азот N, сера S, фосфор Р).

3. Каждый организм может существовать только при условии постоянной тесной связи с другими организмами и неживой природой.

4. Жизнь со всеми ее появлениями произвела глубокие изменения на нашей планете.

Совершенствуясь в процессе эволюции, живые организмы все шире распространялись по планете, стимулируя перераспределение энергии и вещества.

Распространение, размножение организмов Вернадский назвал «давлением жизни» или «напором жизни».

От «напора жизни» возникает между организмами борьба за площадь, за питание и в особенности за газ. За нужный для дыхания свободы О2. Таким образом, основными компонентами биосферы являются живое вещество, биогенное вещество, биокосное вещество.

1. Живое вещество - биомасса современных живых организмов.

2. Биогенное вещество — обязанное своим происхождением живым организмам - горючие ископаемые, почва и др.

3. Биокосное вещество - вода, приземная часть атмосферы, осадочные породы, глинистые минералы. В создании биокосного вещества участвовали и организмы и неживая природа.

Отличительные черты биосферы:

  1. В биосфере имеется в значительных количествах жидкая вода.

  2. На оболочку биосферы падает мощный поток солнечной энергии.

  3. В биосфере имеются поверхности раздела между веществами, находящимися в твердом, жидком и газообразном состояниях.

Биосфера возникла около 4-8 млрд. лет назад. Органическая жизнь сосредоточена в литосфере (верхняя часть твердой поверхности земной коры), гидросфере - жидкая оболочка земли (моря, реки, озёра, мировой океан), топосфере- нижнем слое газообразной оболочки атмосферы.

В биосфере можно выделить верхний и нижний пределы жизни.

Верхний предел определяется наличием О2, необходимого растениям и животным организмам. Поэтому жизнь не может выйти за пределы стратосферы. Верхней границей биосферы ученые считают озоновый экран на высоте 20-30 км, защищающий всё живое от губительного ультрафиолетового излучения. Нижняя граница определяется температурными условиями земли.

В среднем считается, что глубже 3 км от земной поверхности живые существа жить не могут. В океане возможна жизнь до глубины 7 км, в почвах граница жизни определяется глубиной на которую проникает свободный О2; несколько глубже 10 м, на болотах только 30 см.
1.2. НООСФЕРА

Глобальный характер взаимоотношений человека со средой его обитания привел к появлению понятия ноосфера.

Ноосфера по Вернадскому - «Такого рода состояние биосферы, в котором должны проявляться разум, и направляемая им работа человека, как новая небывалая на планете геологическая сила».

За время существования человек сильно изменил биосферу, превратив ее в техносферу, причем направленность эволюции биосферы с появлением человека (начинается снисходящая ветвь эволюции биосферы) снижается биомасса, продуктивность и информационность биосферы. Антропогенные воздействия разрушают естественные системы природы. Видный эколог Реймерс полагает, что за прямым уничтожением видов следует

ожидать самодеструкции людей. Фактически этот процесс идет в виде массового размножения отдельных организмов, разрушающих сложившиеся экосистемы.

Отсюда вывод: пока еще нельзя ответить на вопрос, создаст ли в будущем человек сферу разума или своей неразумной деятельностью погубит и себя и всё живое. Становление ноосферы - возможность, но не необходимость.

Ценность этой концепции в том, что она дает конструктивную модель вероятного будущего, а её ограничен­ность в том, что она рассматривает человека как разумное существо, тогда как индивиды и тем более общество в целом редко ведут себя по-настоящему разумно.

Ноосфера остается одной из гипотез.

1.3. БИОГЕОЦЕНОЗ. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

Первичной структурной единицей биосферы является биогеоценоз.

Биогеоценоз - это однородное по топографическим, микроклиматическим, гидрологическим и биологическим условиям участок биосферы.

В состав биогеоценозов входят следующие компоненты:

1. Растительный - представлен растительным сообществом; фитоценоз.

2. Животный - зооценоз.

3. Микроорганизмы образуют в воде, воздухе и почве микробные бикомплексы - микробиоценозы.

В процессе совместного существования живых компонентов биогеоценоза образуются биологические единства биоценозы.

Биоценоз (жизнь вместе) - совокупность популяций всех видов живых организмов, населяющие определенную геологическую территорию, отличающуюся от соседних территорий по химическом} составу почвы, воды, а также по ряду физических показателей (высота над уровнем моря, солнечное облучение и др.).

Следовательно биогеоценоз - территориально обособленная целостная элементарная единица биосферы, все компоненты которой тесно связаны друг с другом.

Понятие биоценоз и экосистема близки друг другу, но не являются синонимами экосистемы - основная функциональная единица биосферы.

Экосистемы - это устойчивые безразмерные системы живых и неживых компонентов, в которых совершается внешний и внутренний кругооборот веществ и энергий.

Экосистема- капля воды, гниющий пень с микронным населением, лес, горшок с цветком.

Экосистема может включать в себя несколько биогеоценозов, понятие экосистемы шире. Любой биоценоз является экосистемой, но не всякая экосистема может быть биогеоценозом.

Экосистемы сложились в процессе длительной эволюции и являются слаженными, устойчивыми механизмами, способными путем саморегуляции противостоять как изменениям в среде, так и изменению в численности.

Основные типы природных экосистем:

1. Микроэкосистемы (капля воды, пень).

2. Мезоэкосистемы (лес, пруд, река).

3. Макроэкосистемы (океан, континент).

4. Глобальная экосистема (биосфера).

По разнообразию строения экосистемы делятся:





    1. Компоненты экосистемы.

Компонентами экосистемы являются живые (биотические) организмы и их неживое (абиотическое) окружение, нераздельно связанные друг с другом.

Живые организмы, составляющие сообщество, соединены всевозможными видами связей, важнейшие из которых пищевые (трофические), и те через которые осуществляется борьба за пространство и пищу (хорологические связи).

Цепь питания обычно состоит из нескольких звеньев. Организмы последующего звена поедают организмы предыдущего звена, и таким образом осуществляется цепной перенос энергии и вещества, лежащий в основе круговорота веществ в природе.

При каждом переносе от звена к звену теряется большая часть потенциальной энергии (до 80-90 %), рассеивающаяся в виде тепла. По этой причине число звеньев в цепи питания ограничена и не превышает 4-5.

Основу пищевой цепи составляют:

Продуценты — с них начинаются пищевые цепи. Это вся масса зеленых растений макро и микроскопических.

Они за счет фотосинтеза - создают органическое вещество, трансформируя" световую энергию Солнца в потенциальную, химическую (заключенную в созданных органических соединениях). Органические соединения созданы из минеральных веществ, воды, оксида углерода, питательных химических элементов, поставляемых растениям окружающей средой. Продуценты - это автотрофные, т.е. самостоятельно питающиеся компоненты биосферы.

Консументы - поглощают биомассу (готовые органические формы), созданную продуцентами. Это гетеротрофы, т.е. организмы питаемые другими организмами и делятся на 3 группы:

Консументы I порядка - существуют за счет продуцентов (растительноядные животные).

Консументы II порядка - питаются консументами I порядка (плотоядные хищники, питающиеся растительноядными животными).

Консументы III порядка- плотоядные хищники, питающиеся плотоядными.

Редуценты - особый уровень потребления (сапротрофы (сапро - разлагать)); разлагают органические останки живых организмов.

Роль организмов этого уровня потребления для биосферы огромна.

Питаясь трупами осуществляют постепенно минерализацию органической материи и ее возврат в неоргани­ческий мир. Высвобожденные минеральные вещества пригодны для повторного использования продуцентами.

Продуценты и консументы являются биотическими компонентами экосистем и составляют биомассу (живой вес) биосферы (к абиотическим относятся неорганические вещества - углерод, азот, вода, атмосферная углекислота, минералы). Все они являются источником питательных элементов для растений и включаются в кругооборот

1.5.ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ПИРАМИДА
Все виды, образующие пищевую цепь, существуют за счет органического вещества, созданного зелеными растениями. Для наглядности экологическую эффективность уровней потребителей в ЭС выражают в виде экологической пирамид, в которых прямоугольники располагаются один над другим.

Длина каждого прямоугольника пропорциональна продуктивности каждого уровня ( в простейшей ЭС первичная продукция обеспечивается злаками, а далее идут последовательно уровни потребления). Всегда масса растительного вещества, служащего основой цепи питания, в несколько раз больше, чем общая масса растительноядных животных, а масса каждого из последующих звеньев пищевой цепи также уменьшается. Эту закономерность называют правилом экологической пирамиды. Экологическая пирамида представляет собой трофическую цепь. Чем длиннее цепь, тем меньше значение по биомассе, числу или энергии имеют плодоядные на вершине пирамиды. Высота пирамиды соответствует длине пищевой цепи. Всего около 0,1% энергии, полу- чаемой от Солнца, связывается в процессе фотосинтеза. За счет этой энергии синтезируется несколько тысяч грамм сухого органического вещества на 1 м3 в год. Более половины энергии, связанной при фотосинтезе, тут же расходуется в процессе дыхания самих растений. Другая её часть переносится посредством ряда организмов по пищевым цепям. При поедании животными растений большая часть энергии, содержащейся в пище: расходуется на различные процессы жизнедеятельности, превращаясь в тепло и рассеиваясь. Только 5-20% энергии пищи переходит во вновь построенное вещество тела животного. Проиллюстрируем: пирамидами чисел, биомасс и энергий очень простую пищевую цепь человека.

Пирамида чисел:




Пирамида биомасс для того же случая:




Пирамида энергии, включая солнечную, в Дж:




Во всех пирамидах заметно снижение калорийности по мере перехода от нижних уровней к верхним. Этот пример теоретический, хорошо показывает эффективность различных трофических уровней.
1.6. ЖИЗНЕОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ СИСТЕМЫ БИОСФЕРЫ

К Жизнеобеспечивающим системам (ЖОС) относятся: энергия (включая все лучевые, волновые и квантовые источники), газовый состав (атмосфера), вода (жидкая составляющая), почва, автотрофы - продуценты, гетеротрофы - продуценты и консументы) и потоки информации.

В 1980 г. Генеральной ассамблеей ООН рассмотрен и опубликован документ «Всемирная стратегия природы»» В нем говорится о наиболее важных аспектах в ООС.

Генетическая основа жизни на Земле не должна подвергаться опасности, популяции каждой формы жизни дикой или одомашненной должна сохраняться на том уровне, который достаточен для ее выживания.

Необходимые для этого среды обитания следует сохранять.

На основании концепции жизнеобеспечивающих экосистем сформулированы главные задачи:

Для решения этих задач было предложено:

1. Резервирование для сельского хозяйства плодородных земель.

2. Строгое и надежное сбережение растительности.

3. Строгий контроль снижения поступления в ЭС загрязнителей материальных и энергетических.

4. Тщательное изучение структуры и динамики развития ЭС

5. Учет и прогнозирование экологических факторов во всем их разнообразии.

1.7. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Чтобы жить и процветать в конкретных условиях, организм должен иметь все необходимые вещества и ком опеке условий внешней среды. Эти вещества и внешние условия называются экологическими факторами.

К ним относятся:

1. Питательные элементы.

2. Почва и ее состав.

3. Температура.

4. Излучение, свет.

5. Вода.

6. Совместное действие температуры и влажности.

7. Атмосферные газы.

8. Течение и давление в атмосфере, и воде.

9. Пожар.

Любой фактор, находящийся в недостатке называется лимитирующим.
1.8. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ЭКОЛОГИИ
Закон минимума Либиха:

В 1940 г. Либихом сформулировал принцип, названный затем законом химик, основоположник агрохимии Юстус Либих).

Выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей, т.е. жизненные возможности лимитируют экологические факторы, количество и качество которых близки к необходимому организму и ЭС минимуму, дальнейшее pjc снижение ведёт к гибели организма или деструкции сис­темы. Он установил, что урожай зерна лимитируется не теми питательными веществами, которые требуются в больших количествах (например, углекислота, вода), а теми которые требуются в малых количествах (например, бор, цинк)

Отсюда: лимитирующим называется такой фактор, который ставит рамки для протекания какого-либо процесса, явления или существования организма, вида, сообщества.

Закон Либиха сформулирован лишь для химических питательных элементов.

Закон толерантности:

Правило Шелфорда (1913 г.):_лимитирующим фактором процветания организма или вида может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия, диапазон между ними является зоной выносливости (толерантности) организма к данному фактору. В пределах толерантности организм нормально реагирует на влияние среды.

Толерантность - способность организма переносить неблагоприятное влияние того или иного фактора среды. Организмы характеризуются как экологическим минимумом так и с максимумом. Слишком много хорошего - тоже плохо.

Правило взаимодействия факторов, согласно которому организм в определенной мере способен заменить дефицитное вещество или другой действующий фактор иным функционально близким веществом или фактором (например одно вещество заменяется другим, которое является функционально и химически близким к первому). Это правило позволяет рационально производить замену дефицитных веществ и воздействий на менее дефицитные, что важно в природе.

При изменении условий существования ЭС и выхода ее через границы лимитирующих факторов (min и max) возникает стрессовое состояние ЭС или отдельных видов в системе.

Стресс:

Состояние напряжения организма, совокупность физиологических реакций, возникающих в организме животного, человека и даже растений в ответ на воздействие различных неблагоприятных и слишком благоприятных факторов (холод, голод, физические травмы, радость, печаль и т.д.).

Существует несколько форм стресса:

Антропогенный, биогенный, культурный шумовой, зрительный

Ещё одна разновидность стрёсса посттравматический стрессовый синдром - стресс на напряжённое состояние ЭС испытывающей повреждающее воздействие необычных природных и антропогенных факторов, проявляющихся в изменении потоков, кругооборотов веществ или структуры сообщества (землетрясение, взрыв АС, засуха и т.д.)

Длительное нахождение системы в состоянии стресса грозит разрушением ЭС и даже гибели всего сообщества.

Закон конкурентного исключения:

Два вида занимающих одну экологическую нишу не могут существовать в одном месте неограниченно долго.

Какой вид побеждает, зависит от внешних условий. В сходных условиях победить может каждый. Важным для победы обстоятельством является скорость роста популяции. Закон конкурентного исключения может работать и в человеческом обществе, (цивилизации не могут разойтись; им некуда уйти со своей территории, потому что в биосфере нет свободного места для расселения и нет избытка ресурсов, что приводит к обострению борьбы).

Распад СССР воспринимается по-новому, если на него посмотреть с экологических позиций (борьба за жизненное пространство).

Экологическая ниша - комплекс факторов, которые требуются для существования вида, включая его связи с другими видами в сообществе.


Общая Экология Лекция №2
2.1. КРУГОВОРОТ ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИЙ В ПРИРОДЕ

Природа миллиарды лет назад стояла перед проблемой исчерпания средств существования зарождающейся жизни, но нашла выход включив все вещества в кругооборот. В ходе естественного отбора образовались фотосинтезирующие организмы, которые не питались готовыми органическими веществами, а создавали их сами, используя солнечный свет, углекислый таз, минеральные соли, воду. Отходом этого способа питания явился кислород. Это способствовало появлению животного мира, нуждающегося в получении энергии и уже готовых органических веществ.

Некоторая часть свободного О2 превратилась в О3(озон) и живые существа получили возможность выбраться на сушу и изменить лик земли.

Химические элементы, в том числе все основные элементы протоплазмы обычно циркулируют в биосфере по характерным путям из внешней среды в организмы и опять во внешнюю среду. Такая циркуляция химических элементов получила название биогеохимических круговоротов. Из 90 элементов, встречающихся в природе, около 60 требуется живым организмам. Некоторые элементы, такие как С2 (углерод). Н2 (водород). О2 (кислород) и N2(азот)

необходимы организмам в больших количествах, другие в малых или даже в ничтожных количествах (Fe железо, Мп марганец, Go кобальт, I йод, С1 хлор, Zn цинк).

Движение необходимых для жизни элементов и неорганических соединений можно назвать круговоротом

« элементов питания. В каждом таком круговороте удобно различать 2 части или 2 «фонда»:

1) Резервный фонд - большая масса медленно движущихся веществ, в основном небиологических компонент;

2) Подвижный или обменный фонд - меньший, но более активный, для которого характерен быстрый обмен между организмами и их непосредственным окружением.

Биогеохимические круговороты в биосфере можно разделить на два основных типа:

Круговорот газообразных веществ с резервным фондом в атмосфере или гидросфере.

Осадочные циклы химических элементов с резервным фондом в земной коре.

Разделение биогеохимических циклов на 2:

1) круговорот газообразных веществ и 2) осадочные циклы, основано на том, что некоторые круговороты (например С, N, 02), благодаря наличию крупных атмосферных или

J океанических фондов довольно быстро компенсируют различные нарушения (например, избыток углекислого газа, накопившийся в каком-либо месте в связи с усиленным окислением или горением, обычно быстро рассеивается воздушными потоками, кроме того усиленное образование СО компенсируется увеличением его потребления растениями или превращением в карбонаты).

Круговороты газообразных веществе их большими атмосферными фондами можно считать в глобальном масштабе хорошо отрегулированными. Их способность приспосабливаться к изменениям велика, но способность к саморегуляции имеет свои пределы (даже при таком большом резервном фонде).

Осадочные циклы, в которых участвуют такие элементы как фосфор, железо, обычно гораздо легче нарушаются, поскольку основная масса вещества сосредоточена в относительно малоактивном и малоподвижном резервном фонде - земной коре (если «спуск» совершается быстрее, чем обратный подъём, то какая-то часть обменного материала надолго выбывает из круговорота).

Механизмы, обеспечивающие возвращение химических элементов в круговорот основаны, главным образом, в биологических процессах.
2.3. ВЛИЯНИЕ ЧЕЛОВЕКА НА БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ

КРУГОВОРОТЫ

Человек в своего деятельности использует почти все имеющиеся в природе элементы, а также ряд новых, искусственно им созданных. Человек так ускоряет движение многих веществ, что круговороты становятся несовершенными или процесс теряет цикличность и складывается противоестественная ситуация - в одних местах возникает недостаток, в других избыток каких-то веществ.

Например при неумеренном потреблении фосфатных удобрений происходит неизбежное увеличение выноса фосфатов водоемы и их загрязнение (при добыче и переработке фосфатных пород). Усилия по охране природных ресурсов в конечном счете направлены на то, чтобы превратить ациклические ' процессы в циклические. А основной целью общества должно стать «возвращение веществ в круговорот»
2.4. ПРИРОДНЫЕ РЕСУРСЫ

Ресурс - источник потребления, природный ресурс - источник экономического потребления человеком природы.

По источникам возникновения природные ресурсы делятся на:


Биологические

все живые средообразующие компоненты биосферы

Минеральные

все пригодные для употребления вещественные составляющие литосферы


Энергетические

совокупность энергии солнца, космоса, атомно-энергетическое топливо, термальные и т.д.

С потребительской точки зрения природные ресурсы принято разделять на экологические и экономические.
С природоохранной точки зрения важное значение имеет классификация ресурсов по степени истощаемости:



Исчерпаемые

Земельные

Лесные, водные

Минеральные

Фаунистические

Неисчерпаемые

Солнечные

Климатические

Энергетические

Геотермальные



Исчерпаемые ресурсы обладают способностью уменьшаться и исчезать по мере их потребления, обязанность природопользователя - рационально их использовать.

Неисчерпаемые ресурсы практически неиссякаемы.

Исчерпаемые ресурсы делятся на:





Возобновляемые

Лесные (чистый воздух, пресная вода)

Фаунистические(плодородная почва)

Невозобновляемые

Ископаемое топливо

Минеральное сырье


Подразделение ресурсов на возобновляемые и невозобновляемые – регулируют обязанности природопользователя по воспроизводству ПР.

Есть категория относительно возобновляемых ресурсов. Например, запасы пресной воды можно получить путем опреснения морской воды. Теоретически возобновима почва, если пройдет несколько миллионов лет
2.5 ПРИРОДНЫЕ ОБЪЕКТЫ
Практическое значение имеет соотношение природного объекта и природного ресурса. В одном природном объекте могут быть два или несколько видов природных ресурсов.

Лес - природный объект, это совокупность ПР разного вида древесины, живицы: лесных материалов, кормовых угодий, грибов, ягод, плодов, животного мира, кислорода.

Потребление каждого ресурса неизбежно отражается на состоянии природного объекта.
2.6. ПРИРОДНЫЕ КОМПЛЕКСЫ
Соединение природных объектов, которое находится под охраной закона, называется особо охраняемыми территориями (заповедники, заказники, национальные природные парки, памятники живой и неживой природы, лесопарки, типичные или редкие ландшафты).
2.7. ПОНЯТИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ И ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ

Окружающая природная среда складывается из понятий природы и окружающей человека среды.

Природа это естественная среда обитания человека, мало тронутая или практически не измененная хозяйственной деятельностью человека.

Природная среда - это объективная реальность существующая независимо от сознания человека и состоящая из естественных экологических систем.

Окружающая человека среда - это часть естественной среды, которая преобразована в процессе антропогенной деятельности человека.

Вместе с природой и окружающей средой ОПС является зеленой природой, внутри которой проживает и действует человек.

Окружающая природная среда


Природные объекты

Земля

Недра

Воды

Леса

Нелесная растительность

Животный мир

Атмосферный воздух


Природные ресурсы

Экологические

Экономические

Земельные

Минеральные

Водные

Лесные

Энергетические

Фаунистические

Природные

комплексы

Заповедники

Заказники

Национ. природные

парки

Памятники природы

Лесопарки

Курортные зоны

Зеленые зоны

Природные зоны

Типичные и редкие ландшафты




Окружающая человека среда

Города, другие

населенные пункты

Природные зеленые

зоны

Промышленные зоны

Курортные местности

Аграрные зоны

Зоны туризма и

отдыха



Общая Экология Лекция №3

Экологический Кризис

3.1. ФОРМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОБЩЕСТВА И ПРИРОДЫ

В человеческом обществе получили развитие две формы взаимодействия общества и природы:

  1. Потребление природы человеком, использование ее для удовлетворения своих материальных и духовных потребностей. Эта форма экономическая.

  2. Охрана ОПС с целью сохранения человека; биологического и социального организма и его естественной среды обитания. Это экологическая форма.

Формы взаимодействия общества и природы:

Причины загрязнения, истощения и разрушения ПС среди причин, можно выделить объективные и субъ­ективные.

К объективным можно отнести следующие:


Влияние во времени - нарушение экологических связей, проявляются не только при жизни данного поколе­ния, но и при жизни других поколений.

Проявление в пространстве – воздействие оказываемое хозяйствованием на природу в определенном месте (в определенной точке, благодаря действующим законам связи ПС). Оказывает своё влияние на другие регионы.

Субъективные причины:

В результате нерационального взаимодействия общества и природы развивается экологический кризис.

3.2. ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ КРИЗИС

(структура, причины, пути выхода)

Под экологическим кризисом понимается та стадия взаимодействия между обществом и природой, на кото­рой до предела обостряются противоречия между экономикой и экологией, экономическими интересами обще­ства (в потреблении и использовании ПС) и экологическими требованиями обеспечения охраны ОПС. По структуре ЭК подразделяется на 2 части: естественную и социальную.

Естественная часть свидетельствует о наступлении деградации, т.е. разрушении ОПС.

Социальная часть заключается в неспособности государства и общественных структур остановить деграда­цию ОС, стабилизировать, оздоровить ОПС.

Обе стороны экологического кризиса тесно взаимосвязаны. Наступление деградации ОС при рациональной государственной структуре, развитой экономике может быть остановлена в результате экстренных мер эколо­гической защиты.

Причины ЭК: две группы причин
1. Объективные причины. Монополия государственной собственности на

природные ресурсы, средства произ­водства, исключающая какие-либо экономические стимулы в ОС. В одном лице государство через свои ведомства и организации осуществляло эксплуатацию ПР, а так же меры адми­нистративной и уголовной ответственности за нарушение экологических требований.

2. Субъективные причины - связаны с нерациональным расходованием денежных средств на нужды, не связан­ные с ростом благосостояния народа и улучшением ОПС (поддержание всякого рода режимов, помощь другим странам).

Пути выхода

Анализ социально-экономической, экологической и политической обстановки в России позволяет выделить 5 основных направлений выхода России из кризиса.

1. Технологическое направление. Совершенствование технологий - создание и внедрение малоотходных производств, обновление основных фондов, совершенствование технологических процессов. Однако это дело будущего, сейчас нет средств.

2. Экономическое направление. Развитие и совершенствование экономического механизма ООС включает: экономическое стимулирование, внедрение платежей за выбросы вредных веществ, введение нало­говых льгот, льгот за выпуск экологически чистой продукции и другие экономические меры, экономи­ческое направление решает главную задачу - сделать ООС составной частью производственно-коммерческой деятельности. Заинтересовать в ООС.

3. Экологическо-правовое. Применение мер административного пресечения мер юридической ответственности, что способствует укреплению экологической дисциплины.

4. Эколого-воспитательное. Гармонизация экологической структуры. Заключается в развитии системы экологического образования, воспитания, просвещения, в перестройке потребительского отношения к природе

5. Гармонизация экологических международных отношений, указывающих на пути преодоления экологического кризиса.

Общая Экология Лекция №4

антропогенные воздействия на биосферу
4.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЙ

Биосфера - весьма динамичная планетарная ЭС, изменяющаяся под воздействием различных природных процессов.

В настоящее время наша планетарная ЭС испытывает влияние новых, небывалых по силе, мощности и разно­образию антропогенных воздействий.

Под антропогенными воздействиями понимают деятельность, связанную с реализацией экономических, во­енных, рекреационных, культурных и других интересов человека, вносящую физические, химические, биологи­ческие и другие изменения в ОПС.

Эколог Коммонер выделили 5 основных видов вмешательства человека в экологические процессы:

Большая часть антропогенных воздействий носит целенаправленный характер (осуществляется сознательно для достижения конкретных целей).

Стихийные, непроизвольные (носят характер последствий антропологической деятельности) – подтопление, изменение состава атмосферного воздуха и т.д.

Антропогенные воздействия делятся на положительные и отрицательные. Положительные – воспроизводство ПР, восстановление запасов подземных вод; рекультивация.

Отрицательные - истощение, опустынивание, загрязнение и т.д.

Загрязнением называют поступление в ОПС твердых, жидких, газообразных веществ, микроорганизмов или энергий* количествах вредных для здоровья человека, животных, состояния растений и экосистем.

По объектам загрязнения делятся:

Источниками антропогенного загрязнения являются: промышленные предприятия, теплоэнергетика, транспорт, сельскохозяйственное производство и т.д.

Природные загрязнители – пыльные бури, вулканический пепел, селевые потоки и другие.

По видам загрязнения делятся на физические и материальные.

Физические - все виды энергии, как отходы разнообразных производств, тепловой, механической (вибрации, шум, ультразвук, световое, электромагнитные поля, ионизирующие излучения).

Материальные делятся на химические и биологические:

Химические загрязнители - всевозможные жидкие, газообразные, твердые химические соединения и элементы, поступающие в атмосферу, гидросферу, почвы и вступающие во взаимодействие с ОС.

Биологические - все виды организмов, появившиеся при участии человека, и наносящие вред ему самому ил живой природе.

По масштабам распространения загрязнения делятся на:

Локальное (местное) Региональное

Глобальное

Наиболее часто встречающиеся загрязнения:

Диоксины

Диоксид серы

Тяжелые металлы

Канцерогенные вещества

Нефть и нефтепродукты

Хлорорганические пестициды

Оксид углерода

Оксид азота

Радионуклиды'


Некоторые виды загрязнений могут быть одновременно материальными и энергетическими (сварка).

Оказывая отрицательное воздействие на ОС загрязнения подвергаются определенному воздействию на них ОС.

Также делятся на стойкие (неразрушимые) нестойкие (разрушимые).

Загрязнения могут быть токсичными и нетоксичными. Токсичные отходы чужды живой природе, они называются ксенобиотиками (действие на генофонд).

4.2.ТЕХНОГЕННЫЕ ЭС. НОРМИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА ОПС

В целях профилактики необходимо стремится к ограничению поступления в ОС загрязнителей. Их присутствие не должно превышать некоторых пределов, которые угрожают здоровью человека. Эти пределы известны для сотен веществ, установлены органами здравоохранения. Их называют ПДК и рассматривают в качестве экологических стандартов состояния ОС.

ПДК - для многих соединений неоднократно пересматривались в подавляющем большинстве случаев - в сторону уменьшения, и таким образом представление об их полной безвредности следует считать условным.

Известно также, что многие живые организмы и растения чувствительнее, людей к загрязнителям. Поэтому в перспективе при регламентировании поступления химических веществ в ОС будут учитываться не только с санитарно-гигиенические но и экологические позиции. Это приведет к дальнейшему ужесточению ПДК.

Под качеством ОПС понимают степень соответствия ее характеристик потребностям людей и технологическим требованиям.

В основу нормирования загрязнителей поступающих в ОС положены три признака: медицинский, технологический и санитарно-гигиенический.
Согласно закону РФ о ООПС (1991 г.) соблюдение экологических нормативов, которые определяют качество ПС, обеспечивает:

Чем меньше пороговая величина экологических нормативов, тем выше качество ОПС.

Нормативы качества ОПС по мере подъема уровня развития общества имеют тенденцию к ужесточению.

Основные экологические нормативы следующие:

ПДК и ПДУ относятся к санитарно-гигиеническим нормативам.

ПДВ и ПДС - к производственно хозяйственным;

ПДН - к комплексным показателям качества ОПС.

ПДК представляет собой количество загрязнителя в почве, воздушной или водной среде, которое при постоянном или временном воздействии на человека не влияет на его здоровье и не вызывает неблагоприятных последствий у потомства.

В настоящее время при установлении ПДК учитывается не только степень влияния на здоровье человека изучаемого загрязнителя, но и воздействие на флору, фауну и природные сообщества в целом.

В нашей стране действуют более 1900 ПДК вредных химических веществ для водоемов, более 500 ПДК вредных химических веществ для атмосферного воздуха, более 130 ПДК вредных химических веществ4 для почв.

Нашей стране принадлежит приоритет в разработке ПДК. В 1949 г. Сформулированы основные критерии вредности.

1. Допустимой может быть признана только такая концентрация того или иного вещества, которая не оказывает на человека прямого или косвенного вредного и неприятного действия, не снижает его трудоспособности. не влияет на самочувствие и настроение.

2. Привыкание к вредным веществам должно рассматриваться как неблагоприятный момент и доказательство недопустимости изучаемой концентрации.

При научном обосновании ПДК веществ в атмосферном воздухе используют принцип лимитирующего показателя, т.е. нормирование по наиболее чувствительному показателю.

С позиций экологии ПДК конкретного вещества представляет собой верхние пределы лимитирующих факторов среды, при которых их содержание не выходит за допустимые границы экологического резерва для челове­ка и не вызывает нежелательных ситуаций.

Для нормирования содержания веществ в атмосферном воздухе установлены два норматива – разовый и среднесуточный.

ПДКмр (мг/м3) – это такая концентрация веществ в воздухе, которая не должна вызывать при вдыхании его в течении 30 мин рефлекторных реакций в организме человека (ощущение запаха, изменение световой чувствительности глаз).

ПДКсс (мг/м3) — это такая концентрация веществ в воздухе, которая не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неопределенно долгом воздействии.

ПДКр.з. – это такая концентрация вещества в зоне действия технологического процесса которая не может вызвать отрицательного влияния на здоровье человека в течении "всего трудового стажа.

ПДКсс < ПДКмр < ПДКр.з.

Под ПДКП вредного вещества в почве (ПДК, мг/кг) понимают такую максимальную концентрацию, которая не может вызвать прямого или косвенного влияния на среду, нарушить самоочищающие способности почвы и оказать отрицательное воздействие на здоровье человека.
Для водной среды:
ПДК мг/л загрязняющих веществ означает такую концентрацию этих веществ в воде, выше которой она становится непригодной для одного или нескольких видов водопользования.

ПДК загрязняющих веществ в воде устанавливаются отдельно для питьевых вод и рыбохозяйственных водоемов (ПДКВ, ПДКвр).

ПДУ - уровень воздействия на ОС, не представляющий опасности для здоровья человека, состояния животных, растений, их генетического фонда (радиация, шум, вибрация, магнитные поля и другие физические вредные воздействия).

Это максимальное количество загрязняющих веществ, которое в единицу времени может быть выброшено данным конкретным предприятием в атмосферу (ПДВ) или сброшено в водоем (НДС), не вызывая при лом превышения в них ПДК загрязняющих веществ и неблагоприятных экологических последствий.

Если в воздухе городов или населенных пунктов, где расположены предприятия, концентрации вредных веществ, превышают ПДК, а значения ПДВ по объективным причинам не могут быть достигнуты, вводится поэтапное снижение выброса вредных веществ до значений, обеспечивающих ПДК.

При этом устанавливаются (ВСВ) на уровне предприятий с наиболее совершенной или аналогичной технологией.

Величина ПДС в водные объекты определяется по формуле:

ПДС = ДСТСТ, где

Дст – расход сточных вод, м3/ч.

Сст – концентрация веществ в сточной воде г/м3.

ПДС устанавливается санэпиднадзором или мин РП.
Предельно допустимы нормы нагрузки на природную среду (ПДН) это максимально возможные антропогенные воздействия на природные ресурсы или комплексы, не приводящие к нарушению устойчивости экологических систем.
Емкость природной среды или (экологическая емкость территории) - потенциальная способность ПС переносить ту или иную антропогенную нагрузку без нарушения основных функций экосистем.

Экстенсивно расширяющееся природопользование (рост нагрузки на ПК)

Равновесие ПП

Понятие ПДН антропогенной нагрузки на ПС должно лежать в основе всего природопользования. В связи с этим различают:

Индекс загрязнения (ИЗ) – показатель качественно и количественно отражающий присутствие в ОС вещества – загрязнителя и степень его воздействия на живые организмы (госгидромет).

Фоновая концентрация – содержание вещества в объекте ОС, определяемое суммой глобальных и региональ­ных естественных и 'антропогенных вкладов в результате дальнего или трансграничного переноса.

4.3. КОМБИНИРОВАННОЕ ДЕЙСТВИЕ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ ИЛИ

ЭФФЕКТ СУММАЦИИ

При поступлении в ОС нескольких веществ с одинаковыми или разными лимитирующими показателями вредности, их сумма не должна превышать 1.

ЭС = С1 / ПДК1 + С2 / ПДК2 + ... + СП / ПДКП ? 1

C1, C2, СП – фактическая концентрация загрязнений.

ПДК1, ПДК2, ПДКП – ПДКСС этих же загрязнителей.

Если ЭС < 1. Потенцирование эффекта, смесь долго удерживается в атмосфере или не мешает самоочистке водоема, даже если один из загрязнителей больше ПДК. (Очистка не требуется)

Если ЭС = 1. Эффект аддитивности, накопление загрязнителей,

пороговое состояние смеси.(требуется механическая очистка).

Если ЭС>1. Порог антогенизма. Происходят химические процессы взаимодействия загрязнителя в смеси. Смесь требует комбинированных методов очистки.

Общая Экология Лекция №4

эКОЛОГИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА И ОХРАНА

ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ
5.1. ЭКОНМИЧЕСКОЕ РЕГКЛИРОВАНИЕ

ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ

Согласно закону РФ об охране окружающей среды от 11 января 2002 года. Основными задачами экономического механизма являются:

Главная задача нового экономического механизма – сделать охрану ОС составной частью производственно-комерческой деятельности, заинтересовать хозяйствующего предпринимателя в ООС не меньше, чем в выпуске конкурентно способной продукции.
5.2. ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УЧЕТ П.Р. И

ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ

Экономические, экологические и другие показатели П.Р. обычно обобщают в виде кадастров.

Кадастр – систематизированный свод сведений, количественно и качественно характеризующих определенный вид П.Р. или явлений. Составляет кадастры Министерство природных ресурсов для комплексного учета П.Р. на территориях республик, краев, областей, для рационального использования и установления платы за ресурсы. различают земельный, водный, лесной, кадастры недр, животного мира, медико-биологический, промысловый и другие виды кадастров. В связи с обострением экологической ситуации возникла необходимость учета промышленных отходов по составу, степени токсичности, а также регистрации загрязнителей. Объектом регистрации служат все опасные и потенциально опасные вещества независимо от их происхождения.

5.3. ЛИЦЕНЗИЯ, ДОГОВОР И ЛИМИТЫ НА

ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ

Эффективными средствами ООПС и рационального ПП служат такие экономические рычаги как лицензия, договор и лимиты.

Лицензия (разрешение) на комплексное ПП – документ, удостоверяющий право его владельца на использовании в фиксированный период времени ПР, а так же размещение отходов, выбросов и сбросов.

В лицензию на комплексное ПП включают:

Лицензия на комплексное ПП выдается сроком на один год. Если возникает угроза экологической безопасности населения, право пользования лицензией может быть досрочно приостановлено. Получив лицензию и пройдя соответственную экспертизу, согласно закону РФ об ООС 11 января 2002 года, заключается договор.

Договор, выдающийся на комплексное ПП предусматривает:

Лимиты на ПП – предельные объемы ПР, выбросов (сбросов) загрязняющих веществ, размещения отходов производства, которые устанавливаются для предприятий-природопользователей на определенный срок (нормы отвода земель, автодорог, расчетная лесосека). За сверхлимитное потребление ПР предусматривается дополнительная плата. Таким образом, лимиты, как система экологических ограничений, экономическим путем побуждают природопользователя:

Лицензия, лимит и договор на комплексное ПП выполняют экономические и природоохранительные функции.
5.4. ПЛАТА ЗА ИПОЛЬЗОВАНИЕ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ

Закон РФ об охране окружающей среды от 11 января 2002 года, глава 4 статья 16 предусматривает плату за использование ПР (земля, вода и т.д.).

Плата взимается в пределах установленных лимитов:

Формы платежей за ПР различны в зависимости от вида и назначения.

Платность ПР повышает материальную заинтересованность ПП в сохранении и рациональном использовании ПР.
5.5. ПЛАТА ЗА ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОПС

Федеральным законом об ОПС 2002г. п.16 и Постановлением правительства РФ от 12 июня 2003г. № 344 «Об утверждении порядка определения платы и её предельных размеров за загрязнение ОПС, размещение отходов и другие виды вредного воздействия».

  1. Предусмотрена плата:

  1. Устанавливается два базовых норматива платы:

  1. Базовые нормативы платы устанавливаются по каждому загрязнителю (отходу).

  2. Для отдельных регионов и бассейнов рек устанавливаются коэффициенты к базовым нормативам платы, учитывающие экологические факторы:

  1. Платежи в пределах ПДВ, ПДС осуществляются за счет себестоимости продукции. Платежи за превышение – за счет прибыли остающийся в распоряжении ПП.

  2. 90% платежей перечисляются во внебюджетные экономические фонды, а 10% в доход федерального бюджета.

В случае убыточности предприятия платежи производятся за счет имеющихся у него средств.

Территориальные контролирующие органы вправе приостановить или прекратить деятельность предприятия, для которых размер платежей превышает прибыль.

Платежи взимаются за счет себестоимости или прибыли, стимулируют ПП к сокращению выбросов (сбросов) загрязняющих веществ и отходов.

Применяемы ныне коэффициенты индексации нормативов платы за загрязнение ОС не соответствует реальной инфляции в стране, что снижает роль платы за загрязнение, как экономического рычага.

Плата за выброс рассчитывается по формуле:

Рi = mi * Цi, где

Рi – плата за выброс i-го вида примеси, тыс.руб.;

mi – масса годового выброса i-го вида примеси в атмосферу т/год;

Цi – нормативная плата за выброс 1т загрязняющих вредных веществ, тыс.руб

Цi = ?i* ?i, где

?i – базовый норматив платы за выброс 1 тонны загрязняющих веществ, руб.

?i – коэффициент учитывающий экологические факторы по территориям экономических районов РФ.

Общая плата за выброс:

Робщ = ? Рi
5.6. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФОНДЫ

Для реализации различных природоохранительных задач:


Создана единая система внебюджетных экологических фондов. Фонды функционируют за счет:

Экологические фонды используются:

В современных условиях экологические фонды становятся важным элементом поддержки инвестиций В ООС.




Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации