- •Зміст програми курсу (модуля) «екологія» вступ
- •Тема 1. Предмет, завдання та значення екології
- •Тема 2. Наукові засади раціонального природокористування
- •2.1. Основні терміни та поняття екології
- •2.2. Угруповання та екосистеми
- •2.3. Поняття про природокористування
- •Тема 3. Екологічний моніторинг і система екологічної інформації
- •Тема 4. Техноекологія. Сучасні види науково-практичної діяльності в галузі охорони нпс
- •Тема 5. Економічний механізм управління природокористуванням та охороною нпс
- •Тема 6. Економічна та соціальна ефективність природоохоронної діяльності
- •Тема 7. Світовий досвід і міжнародне співробітництво у сфері охорони нпс
- •Тема 8. Екологічні проблеми України
- •Тема 9. Державне управління у галузі охорони природи. Екологічне право
- •Тема 10. Екорозвиток та екологізація економіки
- •Тема 1. Предмет, завдання і значення екології План
- •Література:
- •1.1. Вступ
- •Екологія: означення, мета і завдання екології як науки
- •1.3. Напрямки екологічних досліджень
- •1.4. Основні методи екологічних досліджень
- •1.5. Основа сучасної екології – вивчення модельної системи: “Людина – економіка – Біота – середовище”
- •1.6. Системні закони макроекології (аксіоми б.Коммонера)
- •3. “Ніщо не дається даремно”
- •М. Монтень Тема 2. Наукові засади раціонального природокористування
- •2.1. Основні терміни та поняття екології
- •Література:
- •Екологічні фактори та їх класифікація
- •2.1.2. Абіотичні та біотичні фактори.
- •2.1.3. Дія екологічних факторів на організми та пристосування до дії цих факторів
- •Популяції: означення та параметри
- •2.1.5. Структури популяцій Просторові структури популяцій
- •Внутрішньопопуляційна структури
- •2.1.6. Динаміка популяцій
- •2.1.7. Популяція як об’єкт використання, моніторингу та управління
- •М.Ф. Реймерс
- •2.2. Угруповання та екосистеми План
- •Література:
- •Синекологія – наука про екосистеми. Екосистеми та їх характеристика
- •Структури екоситем Видова структура екосистем
- •Просторова структура екосистем
- •Функціональна структура екосистем
- •Розвиток екосистем: сукцесії та екологічний клімакс
- •Структура атмосфери
- •Функції атмосфери:
- •Склад атмосферного повітря
- •2.2.3. Вчення академіка в.І.Вернадського про біосферу
- •Основні положення теорії про біосферу
- •Функції живої речовини
- •Склад і особливості біосфери
- •2.2.4. Еволюція біосфери
- •2.2.5. Основні екологічні закони
- •Поняття про природокористування План
- •Література:
- •2.3.1. Періоди антропогенного впливу на нпс
- •Природні ресурси та їх класифікація
- •2.3.5. Глобальні екологічні проблеми сучасності
- •Ж. Ламетрі
- •Тема 3. Екологічний моніторинг і система екологічної інформації План
- •Література:
- •Екологічно прийнятий ризик
- •3.3. Екологічний моніторинг як метод екологічних досліджень
- •3.4. Поняття про екологічне нормування
- •Література:
- •4.1. Екологічна технологія
- •4.2. Екологічна експертиза
- •4.3. Екологічна паспортизація підприємств
- •4.4. Екологічний менеджмент
- •4.5. Екологічний маркетинг
- •4.7. Екологічний інжиніринг
- •Станіслав Лем
- •Тема 5. Економічний механізм управління природокористуванням та охороною нпс
- •Порядок сплати за розміщення відходів;
- •5.1. Економіка природокористування та її основні завдання
- •В атмосферне повітря
- •Де п1, п2, п3, п4…Пі – плата за викиди і скиди полютантів в межах допустимих норм, грн.;
- •Порядок сплати за розміщення відходів
- •Порядок сплати за скиди шкідливих (забруднюючих) речовин у водні об’єкти природного середовища
- •Коефіцієнт, який встановлюється залежно від чисельності жителів населеного пункту Кнас
- •Коефіцієнт, який встановлюється залежно від народногосподарського значення населеного пункту Кф
- •Порядок сплати збору
- •5.3. Досвід економічно-розвинених країн у сфері екологічного оподаткування
- •М.Ф. Реймерс
- •Тема 6. Економічна та соціальна ефективність природоохоронної діяльності План
- •6.1.Розрахунок економічних збитків від забруднення
- •А) Збитки від забруднення атмосфери За (в грн.):
- •Головні еколого-економічні принципи природоохоронних заходів
- •Ж. І. Кусто
- •Тема 7. Світовий досвід і міжнародне співробітництво у сфері охорони нпс План
- •Література:
- •7.1. Міжнародна діяльність в галузі збереження біосфери і цивілізації
- •7.2. Концепція стійкого розвитку (конференція оон у Ріо-де-Жанейро, 1992р.). Принципи екорозвитку
- •7.3. Основні міжнародні і громадські екологічні організації та рухи
- •М.М. Семенов, і.В. Петрянов-Соколов Тема 8. Екологічні проблеми України План
- •Література:
- •8.1.Сучасний стан природного середовища України. Причини виникнення і розростання екологічної кризи
- •8.2. Стан природних ресурсів в Україні Еколого-економічні проблеми використання земельних ресурсів України
- •Еколого-економічні проблеми використання водних ресурсів України
- •Екологічні наслідки забруднення атмосферного повітря України
- •Еколого-економічні проблеми використання лісових ресурсів України
- •8.3. Наслідки аварії на Чорнобильській атомній електростанції
- •Девіз організації Грінпіс
- •Тема 9. Державне управління у галузі охорони природи. Екологічне право План
- •Література:
- •9.1. Державне управління у галузі охорони нпс та раціонального природокористування
- •9.2. Екологічне право. Законодавчі та нормативні акти про охорону довкілля
- •9.3. Основні принципи комплексного закону України «Про охорону нпс». Екологічні права та обов’язки громадян України
- •9.4. Відповідальність за екозлочини
- •В. Федоров
- •Тема 10. Екорозвиток та екологізація економіки План
- •Література:
- •Екологізація економіки: суть та головні складові
- •10.2. Екологізація основних галузей народного господарства
- •10.3. Збалансоване використання і відновлення природних ресурсів
- •Корисні копалини. Програма охорони, раціонального використання та відновлення надр передбачає:
- •Словник основних екологічних термінів та понять
- •Семінарські заняття
- •Тема: « Основи теоретичної екології» Питання для обговорення
- •Роль екології як комплексної науки про навколишнє середовище.
- •Література
- •Тема: « Екосистеми та їх характеристика. Природокористування» Питання для обговорення
- •Література
- •Тема: “Екологічний моніторинг та екологічне нормування ” Питання для обговорення
- •Література
- •Тема: «Техноекологія. Сучасні види науково-практичної діяльності в галузі охорони нпс»
- •Література
- •Література
- •Питання для обговорення
- •Література
- •Тема: «Екологічні проблеми України та її регіонів» Питання для обговорення
- •Вказівки до виконання практичних робіт:
- •Питання для самоконтролю та підсумкового контролю знань
- •Авраменко Наталія Леонідівна,
- •Цимбалюк Світлана Ярославівна,
Література:
Акімова Т.А., Хаскин В.В. Экология. Уч. для вузов. – М.: ЮНИТИ, 1998. – 456 с.
Андрейцев В.І., Пустовойт М.А. Екологічна експертиза, право і практика. – К.: Урожай, 1992. – 152 с.
Боков В.А., Лущик А.В. Основы экологической безопасности. Учебное пособие. – Симферополь: Сонат, 1998. – 224 с.
Запольський А.К., Салюк А.І. Основи екології: Підручник / За ред. К.М. Ситника. – К.: Вища школа, 2003. – 358с.: іл.
Ситник К.М., Брайон А.В., Гордецький А.В., Брайон А.П. Словарь-справочник по экологии. – К.: Наукова думка, 1994. – 666 с.
Шевчук В.Я., Саталкін Ю.М., Навроцький В.М. Екологічний аудит. – К.: Вища школа, 2000. – 344 с.
4.1. Екологічна технологія
Головним фактором руйнування навколишнього середовища виступає суспільне виробництво. Науково-технічна революція, що багатократно збільшила масштаби і потужність господарської діяльності людей, стала основною причиною сучасної екологічної кризи.
Екологічною називається технологія покликана на основі вивчення взаємодії суспільного виробництва з навколишнім середовищем розробляти екологічно безпечні прийоми та засоби інженерно-господарської діяльності людей. Отже, взаємодія технологічних та природних процесів є предметом вивчення екологічної технології. Характер взаємодії зумовлюється функціональною структурою природно-господарських систем (ПГС), які і є об’єктом вивчення екологічної технології. Під природно-господарськими системами розуміють територіальні системи, що охоплюють різні господарські об’єкти (промислові, енергетичні, транспортні, комунальні сільськогосподарські тощо) та певну частину навколишнього природного середовища, на яку вони безпосередньо впливають. У процесі взаємодії структурних компонентів ПГС між господарськими об’єктами і природним середовищем відбувається обмін речовин та енергією. Якщо цей обмін вписується в природний кругообіг речовин та енергетичні потоки не порушує речовинно-енергетичного балансу соціоекосистеми, на території якої розташована ПГС, то таку природно-господарську систему можна вважати оптимізованою. На жаль, таких ПГС дуже мало. Тому, метою екологічної технології є оптимізація діючих і створюваних природно-господарських систем, яка полягає у відрегулюванні речовинно-енергетичнего обміну і встановленні та них між технологічними та природними процесами динамічної рівноваги, яка б була противагою перед пошкодженням і руйнуванням навколишнього середовища.
До основних прикладних завдань екотехнології належать:
розробка ефективних засобів очищення промислових, комунальних та тваринницьких стічних вод і промислових та транспортних викидів у атмосферу;
розробка маловідходних, енергозберігаючих та екологічно чистих технологій;
розробка засобів утилізації відходів тощо.
Розглянемо кожне з цих завдань окремо.
Очищення стічних вод. Очищення стічних вод здійснюється механічними, хімічними, біологічними методами. Збір технології очищення залежить від показників забруднення, можливостей повторного використання вод для виробничих потреб, стану водойм. Показниками забруднення є каламутність, вміст рухомих часточок, загальний вміст розчинних речовин, кислотність, концентрація кисню тощо. Схема очищення повинна забезпечувати мінімальне скидання стічних вод у водойми, максимальне використання їх і найбільш повне вилучення цінних домішок.
Існує три типи очисних споруд: локальні (цехові), загальні (заводські), районні (міські). Також розрізняють три види очищення – первинне, вторинне, третинне. Первинне очищення – виділяють великі частинки твердих речовин. Вторинне – це очищення з допомогою біохімічних процесів – виділяють основну масу органічних речовин, після цього можна стічну воду скидати у моря, ріки, озера, де подальше очищення відбувається природним шляхом. Третинне – під дією мікроорганізмів.
Очищення газодимових викидів. Не менш складною є проблема очищення газових викидів у атмосферу. Здебільшого промислові та транспортні вихлопні гази передаються по трубопроводах, які повинні, відповідно, обладнуватися газопилоочисними спорудами. Очищення повітря від газових шкідливих домішок здійснюється трьома способами: абсорбцією, адсорбцією та хімічним перетворенням.
Абсорбція – явище, що полягає у поглинанні газів певними рідинами (абсорбентами), які розчиняють або зв’язують гази, що пропускають через них.
Адсорбція газів полягає у їх поглинанні поверхнею твердих тіл (адсорбентів).
Хімічне перетворення газів – це спалювання або каталітичне перетворення їх, внаслідок чого шкідливі газоподібні речовини трансформуються у нешкідливі, які викидаються в атмосферу або використовуються у виробництві.
Безвідходні технології. Взагалі, методи очищення забруднених стоків та газових викидів є дуже дорогими. Значно перспективнішими є заходи, спрямовані на зменшення або й повну ліквідацію шкідливих відходів, що забруднюють довкілля. Справа в тому, що всі виробничі технологічні процеси можна поділити на замкнуті та незамкнуті. Для замкнутих характерна відсутність обміну речовин із зовнішнім середовищем. Це процес, у якому відсутні викиди твердих, рідких і газоподібних речовин – відходів. Незамкнута технологічна система має органічні зв’язки із зовнішнім середовищем, від якого вона отримує вихідну сировину та енергію і, в яке віддає готову продукцію та викидає відходи. Сучасна технологія виробництва, в основному, є незамкнутою, яка нераціональне використовує природні ресурси і має значні відходи. Саме вдосконалення технології виробництва і прагнення зблизити технологічний процес до замкнутої системи є головним завданням вирішення проблеми раціонального використання природних ресурсів і охорони навколишнього середовища.
Практична реалізація даного напряму пов’язана з пошуком нових джерел сировини для виробництва, нових безвідходних за своєю суттю технологічних процесів, нових видів продукції. Дуже важливою у цьому напрямі є розробка нових матеріалів із заздалегідь заданими властивостями і заміни ними традиційних матеріалів, що потребують багатостадійної технології одержання і обробки їх. Для цього потрібні принципово нові технології, які ґрунтуються на нових відкриттях та вимагають цілком нової техніки,
Отже, маловідходні технології – основний шлях охорони навколишнього середовища від техногенного впливу. Основними напрямами маловідходних виробництв є:
комплексне використання сировини;
створення замкнених газо- та водооборотних систем;
розробка та впровадження принципово нових технологій;
удосконалення існуючих процесів та виробництв.
Утилізація відходів промисловості. Важливим сучасним напрямом екологізації виробництва є утилізація, тобто повторне використання відходів. Вловлені відходи повинні або відразу повертатись у технологічний процес, або поступати на вторинну обробку. Це дає змогу не тільки відчутна зменшити забруднення, а й суттєво знижувати затрати на, основне виробництво.
З позиції екологізації виробництва виводити відходи з виробничого циклу і викидати їх нераціонально з двох причин:
по-перше, продукт, який містить у собі ще деяку кількість цінних компонентів, ми виводимо із виробничого процес – інакше кажучи, «викидаються гроші на вітер»;
по-друге, забруднюємо природні об’єкти, ускладнюючи екологічну ситуацію у районі діяльності виробництва.
Тому найбільш раціональним заходом є регенерація первинних відходів, тобто залишення їх у циклі виробництва з метою додаткової переробки і вилучення невикористаних елементів або сполук.
Існує три напрями регенерації відходів:
перший – полягає у поверненні відходів у той самий виробничий процес, з якого його отримано. Це можливо, коли відходи мало відрізняються за своїми властивостями від властивостей вихідних сировинних матеріалів;
другий – це використання відходів у інших виробничих процесах. Якщо вилучення корисних компонентів ускладнене, первинні відходи переробляють багаторазово, доки не буде вилучено усі необхідні компоненти;
третій – використання відходів (після вилучення потрібних компонентів або без нього) у вигляді сировини для інших виробництв з метою отримання продуктів тривалого використання.
Проблема утилізації відходів виробництва викликає з кожним роком все більше зацікавлення. 3 одного боку, це пов’язано з виснаженням деяких видів ресурсів, з другого – з природоохоронним аспектом, а також мінливістю отримання продукції з меншими затратами. Є відходи, які поки що дуже важко залучити у виробництво. Насамперед, це стосується відходів кольорової металургії. Їх у десятки і навіть у сотні разів більше, ніж у інших галузях. Друга особливість кольорової металургії – необхідність використання отруйних речовин, що забруднюють відходи, а відповідно і навколишнє середовище. Найбільше поширені серед них сполуки важких металів, S, As, Se, Tl. Небезпечні також залишки самих кольорових металів, що потрапляють у відходи – Pb, Zn, Cи, Cd, Hg тощо.
Окрема проблема – шлаки кольорових металів, їх вихід на одиницю металу, що виплавляється, дуже великий: на 1 т Сu, наприклад, припадає 10–30 т шлаків, а на, 1 т Ni – 150 т шлаків, в той час як на 1 т чорних металів припадає лише 0,2–1,0 т шлаків. У шлаках кольорових металів дуже часто вміст деяких кольорових металів більший, ніж у вихідній руді, однак вилучення цих цінних елементів ускладнено через багатокомпонентність відходів. Завдання переробки шлаків за складністю і масштабами цілком співмірне із завданням освоєння нових родовищ.
Важливою є також утилізація вторинних текстильних та шкіряних матеріалів, полімерної сировини, макулатури, склобою тощо. Вторинні шкіряні матеріали застосовуються у випуску товарів народного споживання, використовуються для виготовлення клею, технічного жиру. Склобій, крім виробництва склотари і будівельної кераміки, може знайти застосування у шляховому будівництві і при виготовленні пористих наповнювачів теплоізоляційних матеріалів.
Регенерація рідких відходів (стічних вод) передбачає очищення їх від забруднень (у тому числі і теплового) з наступним поверненням у виробництво, тобто організацією замкнутого водовідного циклу. Можливе і повне їх очищення з поверненням у природні водойми за умови цілковитої екологічної безпеки. Теплові відходи необхідно утилізувати, використовуючи як вторинні енергетичні ресурси.
Регенерація відходів, у загальному масштабі, сприяє вирішенню проблем мінімізації відходів, а у окремих випадках – досягнення цілковитої ліквідації їх. Однак водоспоживання має свої обмеження: кількість відходів часто перевищує реальні можливості їхнього споживання, а затрати на утилізацію їх бувають надто високі. Тому найбільш перспективними напрямами екологізації виробництва треба вважати розробку принципово нових маловідходних технологій.