ГОУ ВПО «Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова»

Экология

Курс лекций «Основы инженерной экологии»

профессора кафедры Е-5 «Экология и БЖД» С.К.Петрова

г. Санкт-Петербург

2012г.

Введение

Термином «экология» впервые в 1866 г. немецкий естествоиспытатель Э. Геккель назвал раздел биологии, изучающий взаимодействия организмов со средой их обитания. Среда обитания – природное окружение живого организма. Слово «экология» образовано от греческого «oikos» – дом. Экология – наука о доме. Для всех обитателей Земли «домом» является биосфера – уникальная оболочка нашей планеты, являющаяся областью распространения жизни на ней, глобальной экосистемой, представляющей собой сумму всех земных экосистем. Человек в биосфере является, с одной стороны, биологической частицей всей системы, а с другой – активным ее преобразователем. Человек – самое могущественное существо, способное изменить функционирование экосистем.

История человеческого общества – это история природопользования, т.е. использования природных ресурсов в целях повышения комфорта и благосостояния представителей вида homo sapiens (человек разумный). Долгое время в человеческом мышлении господствовала идея о безграничных возможностях человеческой цивилизации. В ХХ веке, человечество впервые столкнулось с глобальным кризисом из-за неразрешимого конфликта между homo sapiens и средой его обитания на планете Земля. Мир оказался на грани самой страшной рукотворной катастрофы – экологической. При этом надо отдавать отчёт в том, что гибель человека на Земле и даже гибель жизни на нашей планете в результате экологической катастрофы не противоречит ни одному из известных сегодня научных принципов.

Понятие «экологический кризис» впервые появилось в 1972 г. в докладе коллектива под руководством американского кибернетика Д. Медоуза в Римском клубе - авторитетной международной организации по изучению глобальных проблем современности. Авторы построили прогностическую модель мира, используя множество переменных факторов, и пришли к выводу, что при сохранении темпов роста экономики и роста народонаселения человечество придет к катастрофе и погибнет к 2100 г.

Главным итогом многолетней дискуссии, развернувшейся в учёном мире после вышеупомянутого доклада, стало признание факта наличия глобального кризиса при наличии разных точек зрения по вопросу прогнозирования модели дальнейшего развития цивилизации. Осознание человечеством экологического кризиса проявилось в признании следующих положений:

• Земля перестала быть неисчерпаемым источником сырья и энергии;

• планета перестала справляться с ролью всеобщего поглотителя отходов жизнедеятельности человечества;

• деградация биосферы Земли стала необратимой;

• экосистемы, сформировавшиеся за миллионы лет, становятся неустойчивыми на глобальном уровне под человеческим воздействием.

Осознание учёными наличия глобального кризиса привело к осознанию исключительной важности экологии, как научного направления. Экологию стали ставить в один ряд с биологией, физикой, химией. Но если включить в нее все разделы современного естествознания, то практически вся современная наука должна называться экологией. Поэтому правильнее говорить не о новой отрасли науки, а о сформировавшейся тенденции экологизации всей системы знаний. Неэкологическое мышление стало просто опасным для общества. Биосфера представляет собой единый организм, а человек – только его маленькая частица, и единственная возможность для человека выжить – это подчиняться законам Вселенной.

Главными причинами экологического кризиса являются два взрывоподобных процесса в ХХ в.: бурный рост народонаселения (демографический взрыв) и научно-техническая революция. Еще в начале ХХ в. человечество насчитывало около 1 млрд. чел., а к концу ХХ в. увеличилось в 6 раз (всего лишь за одно столетие!). Основным следствием хозяйственной деятельности человека служит нарушение им естественных экосистем. На нарушенных территориях идет распад остатков экосистем, не успевает восстанавливаться устойчивое состояние, идет непрерывный распад органического вещества, нарушен нормальный сбалансированный оборот биогенных веществ, что вынуждает затрачивать дополнительную энергию для его поддержания и для очистки окружающей среды. Научно-техническая революция в определенной мере связана с индустриализацией. Индустриализация – процесс создания крупного промышленного производства во всех отраслях народного хозяйства, ставший характерным для ХХ в. Именно крупные промышленные предприятия наряду с бурно возрастаюшим количеством средств транспорта наносят наиболее массированный вред окружающей среде.

В конце XX века человечество всё более глубоко осознавало важность разрешения экологических проблем. Были предприняты попытки разработки новых экологических концепций, к основным из которых следует отнести концепцию взаимосвязи экономики и экологии. Самым видным событием ХХ в. в развитии этой концепции явился беспрецедентный форум Международной конференции ООН в Рио-де-Жанейро «Окружающая среда и развитие», в котором приняло участие 180 стран. Конференция констатировала экологический кризис и определила его масштабы.

«…Человечество переживает решающий момент в истории. Противоречия между сложившимся характером развития и природой достигли предела. Дальнейшее движение по этому пути ведёт к глобальной экологической катастрофе…»

Конференция приняла выдающийся документ «Повестка дня на ХХI век», в котором намечены контуры всемирной программы действий по смягчению экологического кризиса. Конференция предположила новую модель развития цивилизации, которая была обозначена как устойчивое развитие. Устойчивое развитие подразумевает:

- право людей на здоровую и безопасную жизнь в гармонии с природой;

- охрану окружающей среды как неотъемлемую часть процесса развития;

- совершенствование природоохранного законодательства;

- уменьшение разрыва в уровне жизни, как между странами, так и между богатыми и бедными в каждой стране;

- потребление природных богатств в интересах нынешнего и будущего поколений;

- исключение моделей развития производства и потребления, не способствующих природному развитию.

«Повестка дня на ХХI век» не просто концептуальный документ. В его четырёх разделах содержатся конкретные разработки в области сохранения и рационального использования ресурсов, намечены пути осуществления программы и, наконец, предложены средства её осуществления. В документе освещены проблемы защиты атмосферы, сохранения биоты, защиты гидросферы и сохранения качества пресной воды, удаление отходов и др.

В программе рассмотрены финансовые ресурсы и механизмы, развитие науки, правовые документы и организационные механизмы. В числе конкретных механизмов обеспечения решения глобальной проблемы рассмотрено развитие экологически безопасных технологий.

Термин “Экологическая безопасность” принят для обозначения сохранения природной среды в процессе техногенной деятельности.

К снижению вредных воздействий промышленности и транспорта на окружающую среду надо стремиться путём создания экологически безопасных технологий, систем, средств транспорта, машин, механизмов и установок. Эта задача, в первую очередь, инженерная. Из рассмотрения этой задачи вытекает определение предмета инженерной экологии. Под инженерной экологией будем понимать область знаний, изучающую воздействие промышленности и транспорта (от машины, установки, транспортного средства, предприятия до техносферы в целом) на окружающую среду и разработку инженерно-технических решений, обеспечивающих экологическую безопасность в техносфере.