- •«Экологические основы природопользования».
- •Оглавление.
- •Предисловие.
- •Рейтинговая система контроля знаний. /рс/
- •Содержание дисциплины. Модуль I. Введение в предмет.
- •Тема 1.1.Понятие и взаимосвязь экологии, природопользования и охраны природы.
- •1.1.1. Предмет и задачи природопользования и охраны природы.
- •1.1.2. Мотивы рационального природопользования.
- •1. 1.3. Принципы рационального природопользования.
- •1. 1.4. Виды природопользования.
- •Тема 1.2. Биологические основы экологии, природопользования и охраны природы.
- •1.2.1. Уровни организации живой природы.
- •1.2.2. Систематика живых организмов.
- •1.2.3. Типы питания живых организмов.
- •1.2.4. Метаболизм живых организмов.
- •Литература:
- •Вопросы для самопроверки.
- •Модуль II. Основы экологии.
- •Тема 2.1. Экология особей.
- •2.1.1. Среды жизни и экологические факторы.
- •2.1.2. Адаптация организмов к условиям среды.
- •2.1.3. Законы действия экологических факторов.
- •2.1.4. Основные экологические факторы.
- •2.1.5.Биологические ритмы.
- •Тема 2.2. Экология популяций.
- •По размерам занимаемой популяцией территории:
- •По способу размножения.
- •2.2.2.Статистические показатели популяции.
- •2 2.2.3. Динамические показатели популяции.
- •2.2.4.Экологические стратегии выживания популяций.
- •2.2.5. Регуляция численности популяции.
- •Тема 2.3. Экология сообществ и экосистем.
- •2.3.1.Понятие о биоценозе, биогеоценозе, экосистеме.
- •2.3.2. Типы связей и взаимоотношений между организмами.
- •233. Структура и функционирование экосистем.
- •2.3.4. Биологическая продуктивность экосистем.
- •2.3.5. Динамика экосистем.
- •23.6. Природные экосистемы (биомы).
- •Литература:
- •Вопросы для самопроверки.
- •Модуль III. Биосфера Земли.
- •Тема 3.1. Геосферы Земли.
- •2.3.2.Атмосфера.
- •23.4. Литосфера.
- •2.3.5.Педосфера.
- •Тема 3.2. Строение и свойства биосферы.
- •3.2.1.Строение и границы биосферы.
- •3.2.2.Распределение жизни в биосфере.
- •3.2.3.Свойство живого вещества.
- •3.2.4.Функции живого вещества.
- •3.2.5.Свойства биосферы.
- •3.2.6.Круговорот веществ в природе.
- •3.2.7. Ноосфера как стадия эволюции биосфера.
- •Литература:
- •Вопросы для самопроверки:
- •Модуль IV. Экология и здоровье человека.
- •Тема 4.1. Потребности человека.
- •Тема 4.2. Фактор риска.
- •4.2.1 Понятие фактора риска.
- •4.2.2. Генетические факторы и их влияние на здоровье человека
- •4.2.3. Состояние окружающей среды и ее влияние на здоровье человека
- •4.2.4.Медицинское обеспечение и его влияние на здоровье человека.
- •4.2.5.Условия и образ жизни и их влияние на здоровье человека.
- •4.2.6. Доминирующие факторы риска и их проявление в современном обществе.
- •Литература:
- •Вопросы для самопроверки.
- •Модуль V. Рациональное природопользование и охрана окружающей среды.
- •Тема 5.1. Природа как материальная основа природопользования.
- •5.1.1. Природная среда: природные ресурсы, природные условия.
- •5.1.2. Классификация природных ресурсов
- •Тема 5.2. Взаимоотношение природы и общества.
- •5.2.1. Воздействие человека на природу и природы на человека.
- •5.2.2.Экологический кризис и экологическая катастрофа.
- •5.2.3. Законы взаимодействия общества и природы
- •5.2.4. История взаимоотношений общества и природы.
- •Тема 5.3. Важнейшие экологические проблемы современности.
- •5.3.1. Проблема перенаселения
- •53.2.Проблема урбанизации.
- •5.3.3. Загрязнение окружающей среды
- •5.3.4. Проблема отходов.
- •5.3.5. Парниковый эффект
- •5.3.6. Разрушение «озонового слоя».
- •5.3.7. Кислотные дожди
- •5.3.8. Смог.
- •5.3.9. Деградация почвенного покрова
- •1. Нарушение биоэнергетического режима почв и экосистем:
- •2. Патологическое состояние почвенных горизонтов и профиля почв:
- •3. Нарушение водного и химического режима почв:
- •5. Загрязнение и химическое отравление почв:
- •5.3.10. Деградация растительного покрова.
- •5.3.11. Деградация животного мира
- •5.3.12. Радиоактивное загрязнение окружающей среды
- •Тема 5.4. Глобальные прогностические модели и концепции устойчивого развития.
- •5.4.1. Деятельность Римского клуба.
- •5.4.2. Результаты глобального моделирования
- •5.4.3. Коэволюция общества и природы.
- •5.4.4. Стратегия устойчивого развития
- •Тема 5.5. Мероприятия по охране окружающей среды и рационализации природопользования.
- •5.5.1. Правовые основы природопользования и охраны окружающей среды.
- •5.5.2. Государственные органы охраны окружающей природной среды
- •5.5.3. Малоотходные и безотходные технологии.
- •5.5.4. Нормирование качества окружающей среды.
- •5.5.5. Система стандартов в области охраны природы.
- •5.5.6. Экономика природопользования и охраны окружающей среды
- •5.5.6.2. Ущербы при нерациональном природопользовании
- •5.5.6.3. Эффективность природопользования и природоохранных мероприятий.
- •5.5.7. Управление природопользованием и охраной природы.
- •5.5.7.1. Экономический механизм охраны окружающей среды
- •5.5.7.2. Источники финансирования охраны окружающей среды
- •5.5.7.3. Платность использования природных ресурсов.
- •5.5.8. Природные кадастры.
- •5.5.9. Особо охраняемые природные территории.
- •5.5.10. Мониторинг окружающей среды.
- •5.5.12. Экологизация сознания
- •5.5.13. Международные объекты охраны природной среды
- •5.5.14. Международное сотрудничество в области природопользования и охраны окружающей среды
- •Литература:
- •Вопросы для самопроверки.
- •Словарь терминов и понятий.
- •Литература.
5.3.12. Радиоактивное загрязнение окружающей среды
Радиоактивность — способность нестабильных ядер элементов (радиоактивных изотопов, радионуклидов) к самопроизвольному распаду. Следствием ядерного распада является ионизирующая радиация в виде потока а- и (5-частиц, у-квантов и нейтронов. Радиоактивность измеряется специальными счетчиками.
Действие радиации зависит от энергии частиц и силы излучения, то есть числа частиц, вылетающих в единицу времени. Сила излучения измеряется в беккерелях (1 Бк ~ 1 распад в секунду) или кюри (1 Ки - 3,7-1010 Бк). Дозу излучения, поражающую организм, находят путем измерения количества поглощенной им энергии. В качестве единиц радиоактивности используют также: Кл/кг(1 Кл/кг- 3,9'103 рентген); грей (1 Гр = = 100рад); зиверт(1 Зв= 100 бэр). Максимальные дозы, не причиняющие вреда организму человека в случае их многократного действия, равны 3-10~? Гр (0,3 рад) в неделю и в случае единовременного действия -а 0,25 Гр (25 рад). Доза естественного облучения зависит от высоты над уровнем моря и природы подстилающих почву пород.
Радиоактивное излучение является канцерогенным (вызывает раковые заболевания) и мутагенным (увеличивает частоту мутаций) фактором.
На процесс поглощения и накопления радиоактивных изотопов живыми организмами влияют многие факторы.
1.Природа радиоактивных элементов. Наибольшее значение имеют изотопы с длинным периодом полураспада и особенно те, которые накапливаются в тканях: 90Sr в костях и |321 в щитовидной железе.
2.Очень высокая специфичность коэффициента концентрации, который представляет отношение элемента в организме к его количеству в окружающей среде. Этот коэффициент изменяется в очень широких пределах, от 1 до 200, а иногда и значительно больше. Поэтому некоторые организмы благодаря извлечению радиоактивных элементов из окружающей среды сами становятся токсичными.
3 Содержание в окружающей среде элементов-антагонистов. Отмечено, что в пищевых цепях радиоизотопы способны вступать в конкурентные отношения с другими химическими элементами. Чем меньше содержание соответствующих элементов в окружающей среде, тем большее значение приобретают изотопы. Так живущие в бедной среде организмы загрязняются быстрее, чем обитающие в богатой. Овцы, пасущиеся на бедных кислых торфянистых почвах (рН 4,3), имеют коэффициент концентрации в костях 90Sr, равный 714 против 115 на бурой пустынно-степной почве с рН 6,8.
4. Вид и возраст организмов. Радиочувствительность разных организмов весьма различна. Установлено, что микроорганизмы более чувствительны к альфа и бета лучам, а крупные организмы — к y-лучам. По степени устойчивости к радиации живые организмы образуют ряд: бактерии > насекомые > млекопитающие. Молодые особи обладают большей радиочувствительностью и большей интенсивностью поглощения радионуклидов, чем старые.
Различают естественную и искусственную радиоактивность.
Естественная радиоактивность вызывается естественными радиоактивными изотопами, которые всегда в тех или иных количествах присутствуют в биосфере.
Естественные радионуклиды подразделяют на 3 группы. Первая группа включает радиоактивные элементы — элементы, все изотопы которых радиоактивны: уран (238U, 235U), торий (232Th), радий (226Ra) и радон (2Rn, 220Rn). Во вторую группу входят изотопы «обычных» элементов, обладающие радиоактивными свойствами: калий (40К), рубидий (87Rb), кальций (4КСа), цирконий (96Zr) и др. Третью группу составляют радиоактивные изотопы, образующиеся в атмосфере под действием космических лучей: тритий (3Н), бериллий (7Ве, |0Ве) и углерод (|4С).
Искусственная радиоактивность обусловлена поступлением в биосферу радиоактивных, изотопов, образующихся в результате атомных и термоядерных взрывов, в виде отходов атомной промышленности или в результате аварий на атомных предприятиях. Образование изотопов в почвах может происходить вследствие наводящей радиации. Наиболее часто искусственное радиоактивное загрязнение объектов биосферы вызывают изотопы 235U, 238U, 239Pu, 1311, |44Се, 140Ва, !06Ru, 90Sr, l37Cs и т.д.
Экологические последствия радиоактивного загрязнения заключаются в следующем. Включаясь в биологический круговорот, радионуклиды через растительную и животную пищу попадают в организм человека и, накапливаясь в нем, вызывают радиоактивное облучение. Радионуклиды, подобно многим другим загрязняющим веществам, постепенно концентрируются в пищевых цепях.
В экологическом отношении наибольшую опасность представляют 90Sr и l37Cs. Это обусловлено длительным периодом полураспада (28 лет 90Sr и 33 года 137Cs), высокой энергией излучения и способностью легко включаться в биологический круговорот, в цепи питания. Стронций по химическим свойствам близок к кальцию и входит в состав костных тканей, а цезий близок калию и включается во многие реакции живых организмов.
Искусственные радионуклиды закрепляются в основном (до 80—90%) в верхнем слое почвы: на целине — в слое 0—10 см, на пашне — в пахотном горизонте. Наибольшей сорбцией обладают почвы с высоким содержанием гумуса, тяжелым гранулометрическим составом, богатые монтмориллонитом и гидрослюдами, с непромывным типом водного режима. В таких почвах радионуклиды способны к миграции в незначительной степени. По степени подвижности в почвах радионуклиды образуют ряд 90Sr > 106Ru > l37Cs > 144Се > I29I > 239Pu.
Скорость самоочищения биосферы от радиоизотопов зависит от скоростей их радиоактивного распада. Период полураспада радиоактивного изотопа — время, необходимое для распада половины количества его атомов.
В табл. 31 приведены основные характеристики наиболее важных радиоактивных веществ.
Таблица 31
Характеристика радиоактивных веществ (Орлов и др., 1991)
В настоящее время проявляется тенденция увеличения роли локального антропогенного радиационного фактора по сравнению с глобальным радиационным фоном.
В 1968г. произошла авария на Чернобыльской АЭС. По своим глобальным последствиям она является крупнейшей экологической катастрофой в истории человечества. Искусственными радионуклидами были загрязнены значительные территории Украины, Белоруссии, России, Польши, Румынии, Финляндии, Швеции, Венгрии и других европейских государств. В радиусе 30 км от реактора полностью прекращена деятельность человека. В этой зоне значительно пострадали хвойные леса. Произошло загрязнение радионуклидами бассейна Днепра, а также бассейнов Дуная, Днестра, Волги, Дона и других речных систем. В пострадавших районах резко повысилась заболеваемость анемией, сердечно-сосудистыми болезнями, раковыми заболеваниями, участились вспышки инфекций, резко уменьшились показатели рождаемости и пр.
В табл. 32 представлены основные источники облучения человека и средние индивидуальные дозы облучения населения.
Таблица 32
Средние индивидуальные дозы облучения населения СССР в 1980—1981 гг. от различных источников (Ядерная энергетика, человек и окружающая среда, 1984. Цит. по Ковде, Розанову, 1988
Источник облучения |
Эффективная эквивалентная доза мк3 в/год |
Источник облучения |
Эффективная Эквивалентная Доза мк3 в/год |
Природные источники |
1000 |
Угольные электростанции |
2 |
Стройматериалы (здания) |
1050 |
Атомные электростанции |
0.17 |
Рентгендиагностика |
1400 |
Удобрения |
0,14 |
Глобальные выпадения от ядерных испытаний |
23 |
Остальные |
1,6 |
|
|
Сумма воздействий |
3500 |
Контрольные вопросы
1.Какие экологические проблемы современности вы считаете наиболее важными?
2.В чем причины роста численности населения Земли? Какие экологические проблемы он создает?
3.Каковы прогнозы дальнейшего изменения численности человечества?
4.Что такое урбанизация? В чем ее причины?
5.Каковы положительные и отрицательные последствия урбанизации?
6.Какова средняя продолжительность жизни человека в целом в мире, в России и других странах?
7.Кто живет дольше: мужчины или женщины, и почему?
8.Назовите главные причины смерти человека.
9.Осветите причины, негативные последствия и пути предотвращения загрязнения окружающей среды.
10.Осветите причины, негативные последствия и пути решения проблемы отходов.
11Осветите причины, негативные последствия и пути предотвращения развития парникового эффекта.
12.Осветите причины, негативные последствия и пути предотвращения разрушения «озонового слоя».
13.Осветите причины, негативные последствия и пути предотвращения кислотных дождей.
14.Осветите причины, негативные последствия и пути предотвращения деградации почвенного покрова.
15.Осветите причины, негативные последствия и пути предотвращения деградации растительного покрова.
16.Осветите причины, негативные последствия и пути предотвращения деградации животного мира.
17.Осветите причины, негативные последствия и пути-предотвращения радиоактивного загрязнения окружающей среды.