2. Методическая часть

Аудиторные занятия и самостоятельная работа студентов по курсу «Экология» должна базироваться на приведенной выше программе. Разбивка курса на разделы, их детализация при наличии значительного количества литературы по экологии облегчит работу студентов с теоретическим материалом. Приведенный в настоящих методических указаниях перечень тем семинарских занятий с выделением основных вопросов по каждой теме и возможность найти основные литературные источники в рекомендуемом списке литературы не должны вызвать больших затруднений и в подготовке к семинарским занятиям. Поэтому здесь мы ограничимся лишь определением наиболее употребляемых терминов и понятий по разделу.

2.1 Общая часть

2.1.1.Экология и окружающая среда.

Экология- наука об отношениях растительного мира и животных организмов и образуемых ими сообществ между собой и с окружающей средой.

Природа в философском смысле - все сущее, весь мир в многообразии его форм, в более узком смысле - совокупность четырех оболочек Земли - литосферы, атмосферы, гидросферы и биосферы в их взаимодействии.

Окружающая природная среда - совокупность природных условий, среды обитания и производственной деятельности человека.

Природная система- совокупность элементов живой и (или) неживой природы, находящейся в определенной связи и отношениях между собой и образующих относительное единство и целостность.

Природные ресурсы - это все средства обеспечения жизненных материальных и культурных потребностей человека, человеческих сообществ и отдельного человека, созданные природой (земные, лесные, водные, минеральные, энергетические и др.).

2.1.2 Экологические системы в природе.

Экосистема — это любая совокупность взаимодействующих живых организмов и условий среды.

Элементы системы:

1) неживая (абиотическая среда - вода, минеральные вещества, газы, неживые органические вещества, гумус);

2) продуценты (производители) — живые существа, способные из неорганических материалов среды строить органические вещества (фотосинтез);

3) консументы - потребители растительной продукции;

4) редуценты (деструкторы, разлагатели) - группа организмов, которые разлагают остатки существ (растений, трупов животных).

Экологическое равновесие- состояние экосистемы, при котором состав и продуктивность биотической части (растений, животных, грибов, бактерий, водорослей) в каждый конкретный момент времени наиболее полно соответствует абиотическим условиям — почве и климату. Подвижность как главная особенность экологического равновесия экосистемы. Выделяют два типа подвижности - обратимые изменения в экосистеме и экологические сукцессии.

Обратимые изменения- это изменения экосистемы в течении года, при которых экосистема подстраивается к колебаниям внешних и внутренних факторов и поэтому сохраняется видовой состав экосистемы.

Экологические сукцессии- последовательная смена систем при постепенном направленном изменении условий среды (климата, влажности почвы и др.); с изменением среды изменяется состав живых организмов и продуктивность экосистемы - убывает количество одних видов, увеличивается других; если изменение будет резким (пожар, разлив нефти, езда техники по тундре), экологическое равновесие нарушается.

Экологическое равновесие поддерживается так же сложными механизмами взаимоотношений между живыми организмами и условиями среды, между особями одного вида и особями разных видов друг с другом.

Саморегуляция экосистемы - свойство автоматического установления и поддержания на определенном, относительно постоянном уровне показателей численности, рождаемости и смертности образующих ее популяций.

2.1.3.Экологические «законы» Б. Коммонера

Положения американского ученого раскрывают суть системы рационального природоисполъзования.

1. Все связано во всем (экосистемы, биосфера).

2. За все надо платить (энергией - за дополнительную очистку отходов, удобрением - за повышение урожая, санаториями и лекарствами - за ухудшение здоровья человека).

З. Все надо куда-то девать (отходы).

4. Природа знает лучше: основное положение природопользования - не покорять природу, а сотрудничать с ней, используя законы и механизмы экосистем.

2.2 Загрязнение окружающей среды

2.2.1 Формы и показатели загрязнения

Загрязнение окружающей среды есть внесение в ту или иную экологическую систему не свойственных ей живых и неживых компонентов или структурных изменений, прерывающих круговорот веществ, их ассимиляцию, поток энергии, вследствие чего данная система разрушается или снижается ее продуктивность.

Загрязнителем может быть любой физический агент, химическое вещество и биологический вид, попадающие в окружающую среду или возникающие в ней в количествах, выходящих за рамки своей обычной концентрации, предельных естественных колебаний или среднего природного фона.

Основной показатель загрязнения - предельно допустимая концентрация (ПДК). Это верхний предел лимитирующих факторов среды (в частности, химических соединений), при которых их содержание не выходит за допустимые границы экологической ниши человека. Загрязнения природные (наводнения, извержения вулканов и т.п.) и антропогенные (биологическое, механическое, химическое, физическое, тепловое, световое, шумовое, электромагнитное, радиоактивное).

2.2.2.Источники загрязнения

А. По объекту загрязнения

1.Воздушного бассейна (атмосферы): а) технологические (хвостовые газы после улавливания на установках, продувки аппаратов и др.); б) вентиляционные выбросы (местные отсосы от оборудования и общеобменная вытяжка).

2.Водного бассейна (гидросферы): атмосферные, городские сточные, сельскохозяйственные, промышленные сточные воды.

З.Литосферы: бытовые отходы, сельское хозяйство (удобрения, дохимикаты, отходы животноводства), теплоэнергетика (шлаки, сажа, попадающие в почву), транспорт (оксиды азота, свинец, углеводороды, попадающие в почву), промышленные предприятия (твердые и жидкие отходы с токсичными веществами).

Б. По виду деятельности

1.Промышленность (в %% выбросов в атмосферу в числителе, в гидросферу в знаменателе): электроэнергетика - 27.7 / 12.7; цветная металлургия - 20.4 / 6.2; черная металлургия - 15.1 / 8.8; нефтедобыча - 7.8 / 0.4; газовая, промстройматериалы, угольная, деревопереработка, химическая, пищевая - 1-4 / 0.1-21.0; оборонная - 0.8 / 2.1; легкая - 0.4 / 2.0.

2.Транспортно-дорожный комплекс: авто ( СО, N0, сажа), авиа (шум, выбросы двигателей), водный (потеря нефтепродуктов, сброс вод), ж.д. (все виды выбросов).

3.Жилищно-коммунальное хозяйство: (сточные воды, бытовые отходы).

4.Сельское хозяйство: (эрозия почв, снижение содержания в них гумуса и минеральных компонентов, засоление земель, образование подвижных песков и оврагов).

5.Оборонная промышленность: (промышленные котельные, испытательные станции, производство спецхимии и др.)

6.Загрязнения особо опасными веществами (диоксины, бензопирен и др.).

7.Ракетно-космический комплекс: (загрязнение компонентами ракетного топлива — Байконур, Липецк, Капустин Яр).

8.Техногенные аварии и катастрофы (тенденция роста с 1991 г., увеличение количества погибших и пострадавших, материального ущерба, масштабов загрязнения): аварии на трубопроводах, промышленных объектах, катастрофы на автодорогах, пожары, газонефтяные фонтаны и др.

2.3 Охрана окружающей среды

2.3.1 Федеральные и региональные органы охраны окружающей среды

Законодательные: Государственная дума Совета федерации - комитет по природопользованию и сырьевым ресурсам, комитет по экологии.

Исполнительные: Правительство Российской Федерации.

Общественные: общества (ВООП), союзы («Чернобыль»), фонды (защиты Байкала), комитеты (Спасения Волги), ассоциации, группы и т. п.

2.3.2. Экологический мониторинг

Мониторингом окружающей среды называются регулярные, выполняемые по заданной программе наблюдения природных сред, природных ресурсов, растительного и животного мира, позволяющие выделить их состояния и происходящие в них процессы под влиянием антитропогенной деятельности.

Под экологическим мониторингом понимаются наблюдения природной среды с целью оценки экологических условий среды обитания живых существ (в т.ч. человека), оценки состояния экосистемы и при необходимости корректировки их функционирования.

Органы, обеспечивающие мониторинг:

1 .Федеральная служба России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет): объекты наблюдения — атмосферный воздух и осадки, поверхностные воды, почвы.

2.Министерство сельского хозяйства и продовольствия: Загрязнение почв, вод и снега тяжелыми металлами, пестицидами, нитратами.

3.Государственяый комитет санитарно-эпидемиологического надзора: мониторинг окружающей среды в связи с ее влиянием на здоровье населения (вода, почва, воздух, пищевые продукты, вибрация, различные излучения).

В государственной системе управления природоохранной деятельностью важная роль отводится формированию единой государственной системы экологического мониторинга (ЕГСЭМ), как источнику объектной комплексной информации о состоянии окружающей среды.

2.3.3. Окружающая среда и здоровье населения.

Под здоровьем понимается состояние полного физического, духовного и социального благополучия (а не только отсутствие болезней и физических дефектов).

На здоровье влияют две группы факторов – природные (механические, физические, химические, биологические) и социальные (труд, быт, социально экономический уклад, информация).

Факторы влияющие на здоровье и продолжительность жизни человека:

1.Бытовые - жилплощадь, образ жизни (курение, употребление алкоголя, питание, стрессовые ситуации, материальные условия, семейные отношения).

2.Природно-климатические - загрязнение воздуха, воды, почвы, резкая смена атмосферных явлений; повышенные космические, магнитные, радиоактивные и другие излучения.

3. Социальные - здравоохранение, условия труда, образования,

культурный уровень, семейное положение, среднедушевой доход, спорт, отдых.

4. Производственные - вредность, стаж, смежность и характер труда.

5. Биологические - возраст, пол. генетика, наследственность.

Средняя продолжительность жизни (лет): каменный век — 19; бронзовый -21,5; XVI- 27,5; ХШ - 29; 1801-1880 г.г. - 35,6; 1901-1910 -44,8; 1924-26 - 56; 1932-1936 - 57,8; 1946-1947 - 57,7; 1970-1980 - 73; в России в 1992-1993 г.г. женщин —75,5, мужчин - 57 лет, такой разницы нет нигде в мире.

Критерий определения содержания микроэлементов в человеческом организме: допустимый уровень - количество вещества, не вызывающее изменений состояния здоровья; критический уровень - содержание вещества, при котором проявляются разные биохимические изменения.

2.3.4.Зоны чрезвычайных ситуаций и экологического бедствия.

Зонами чрезвычайно-экологической ситуации объявляются участки территории РФ, где в результате хозяйственной и иной деятельности происходят устойчивые отрицательные изменения в окружающей природной среде, угрожающие здоровью населения, состоянию естественных экологических систем, генетических фондов растений и животных.

К зонам экологического бедствия относятся территории РФ, где в результате хозяйственной либо иной деятельности произошли глубокие необратимые изменения окружающей природной среды, повлекшие за собой существенное ухудшение здоровья населения, нарушение природного равновесия, разрушение естественных экологических систем, деградацию флоры и фауны.

Эти зоны устанавливаются и объявляются правительственными постановлениями согласно утвержденных МПР «Критериев оценки экологической обстановки территорий для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия» от 30.11.92.

2.4 Пути рационального использования природных ресурсов и сохранения природы.

1. Экологизация общественного производства приспособление

различных технологий к сложившимся природным (биосферным) условиям путем планомерного производства и воспроизводства компонентов в условиях природной среды.

2.Новые технологии и новые материалы: снижение материалоемкости, энергоемкости, переход на более совершенное оборудование, машины (на газовые и электродвигатели), порошковая электрометаллургия производство композиционных материалов (сверхтвердые синтетические материалы, биоматериалы, стекловолокно и другие виды волокон, стеклометаллические полотна и ленты, обладающие способностью намагничивания, фотоэлектрические материалы, высоко-температурная керамика, новые высокопрочные стали, сплавы, сверхпроводники и т.д.).

3.Новые методы добычи сырья и новые виды энергии: автоматизация и

механизация процессов добычи при подземной разработке, при разведке и

добыче нефти, газа; увеличение степени переработки минерального сырья;

переход энергетики и автотранспорта на газ; атомная энергетика,

геотермальная солнечная, ветровая энергия, энергия морских приливов и

отливов, гидроэлектроэнергетика; использование водорода в качестве

топлива.

Безотходное и малоотходное производство: безотходным называется такое производство, при котором все сырье и энергия используется наиболее рационально и комплексно и любые воздействия на окружающую среду не нарушают ее нормального функционирования. Главные направления создания безотходных технологий - комплексное использование сырьевых и энергетических ресурсов, усовершенствование существующих и принципиально новых технологических процессов и производств и соответствующего оборудования, внедрение водо - и газообменных циклов, кооперация производств с использованием отходов одних производств в качестве сырья для других и создание безотходных территориально-производственных комплексов.

Переработка отходов: отходы - это остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, химических соединений, образовавшиеся при производстве продукции или выполнении работ (услуг) и утратившие полностью или частично свои потребительские свойства: в РФ в год образуется 7 млрд. тонн отходов, из них вторично используется только 2 млрд. тонн или 28%; накоплено 80 млрд. тонн твердых отходов они занимают сотни тысяч гектаров земли, являются источником загрязнения поверхностных и подземных вод, воздуха, почв и растений; выход - строительство мусоросжигающих заводов, использование тепла, а так же отходов черных и цветных металлов, стекла, пластмассы из отходов; создание информационной системы (статотчетность, экологические паспорта предприятий, автоматизированные банки данных по отходам, создание единой государственной информационной системы).

6.Увеличение качества особо охраняемых природных территорий (ООТ): это объекты общенационального достояния, где располагаются природные комплексы и объекты, которые имеют особые природоохранное, научное, культурное, эстетическое, рекреационное и оздоровительное значение, частично или полностью изъятые из хозяйственного использования с установлением режима особой охраны.

1)государственные природные заповедники изъятые из хозяйственного использования особо охраняемые природные комплексы (земля, недра, воды, растительный и животный мир), имеющие природоохранное, научное, эколого-просветительное значение как эталоны естественной природной среды, типичные или редкие ландшафты, места сохранения генетического фонда растений и животных;

2) природные заказники - природные комплексы, предназначенные для сохранения или воспроизводства одних видов природных ресурсов в сочетании с ограниченным я согласованным использованием других видов природных ресурсов (запрещена хозяйственная или другая деятельность,

если она противоречит целям заказника или причиняет вред окружающей среде);

3) памятники природы - отдельные уникальные объекты и природные комплексы, имеющие реликтовое, научное, историческое, эколого-просветительное значение и нуждающиеся в особой охране государства

(запрещена хозяйственная и другая деятельность, приносящая вред памятнику природы и окружающей его природной среде).

4) национальные природные парки - изъятые из хозяйственного использования особо охраняемые природные комплексы, имеющие

экологическое, генетическое, научное, эколого-просветителъское,

рекреационное значение как типичные или редкие ландшафты, среда обитания сообществ диких растений и животных, места для отдыха, туризма, экскурсий и просвещения населения; условия в П.П. 2-3.

5) музеи-заповедники: историко-мемориальные и литературные музеи, музеи-усадьбы (Кусково), музеи под открытым небом. «Московский Кремль», «Ясная Поляна» и др.

6) курортные и лечебно-оздоровительные зоны - особо охраняемые территории и участки водного пространства, обладающие природными лечебными свойствами, минеральными источниками, климатическими или иными, благоприятными для лечения и профилактики заболеваний; для сохранения свойств таких зон устанавливаются округа санитарной охраны, в пределах которых запрещается проведение работ, загрязняющих окружающую среду и отрицательно влияющих на лечебные свойства и санитарное состояние ООЧ".

Приведенный в разделе 2 материал послужит хорошим дополнением к программе курса «Экология» и может быть использован для ознакомления с содержанием основных разделов курса, базовыми положениями, понятиями, терминами как на предварительной так и конечной стадии изучения курса и в частности при подготовке к экзамену.

Нормативы и качественные показатели окружающей среды, методы контроля загрязняющих веществ, методика определения экологического ущерба от загрязнения окружающей среды, методика определения эффективности затрат на охрану природы, материалы по экологической паспортизации предприятий приведены в учебном пособии В.Ф. Протасова (1999). Там же при необходимости можно выбрать перечень основных законодательных актов по охране окружающей природной среды.