Авторский курс лекций по дисциплине "Экологические основы природопользования"

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ ДОНЕЦКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ 

«ГОРЛОВСКИЙ ТЕХНИКУМ»

ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Горловка – 2020

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ .......................................................................................................................... 3

ЛЕКЦИЯ № 1. Методологические основы дисциплины «Экологические основы природопользования» ......................................................................................................... 4

ЛЕКЦИЯ № 2. Экологические факторы. Экологические системы. Основные законы

экологии .............................................................................................................................. 10

ЛЕКЦИЯ № 3. Биосфера как глобальная экосистема Земли ........................................ 20 ЛЕКЦИЯ 4. Ноосфера как высшая стадия эволюции Биосферы ................................. 26

ЛЕКЦИЯ № 5. Антропогенное воздействие на Биосферу ............................................ 32

ЛЕКЦИЯ № 6. Глобализация и проблемы сбалансированного развития Биосферы . 38 ЛЕКЦИЯ № 7. Пути загрязнения и методы защиты атмосферы.................................. 50 ЛЕКЦИЯ № 8. Загрязнение и пути защиты водных ресурсов ...................................... 60

ЛЕКЦИЯ № 9. Использование земельных ресурсов и методы их защиты................ 55

ЛЕКЦИЯ № 10. Радиоактивное загрязнение окружающей среды............................. 61

ЛЕКЦИЯ № 11. Экология городской среды и проблемы урбанизации..................... 68

ЛЕКЦИЯ № 12. Принципы безотходных технологий............................................... 74

ЛЕКЦИЯ № 13. Основные направления энергосбережения в национальной ..............

экономике.................................................................................................................. 78

ЛЕКЦИЯ № 14. Эколого-экономические механизмы охраны окружающей............. 87

среды......................................................................................................................... 87

ЛЕКЦИЯ № 15. Основные положения экономики природопользования.................. 91

ЛЕКЦИЯ № 16. Международное сотрудничество в рамках концепции устойчивого ..

развития................................................................................................................... 102

ЛИТЕРАТУРА......................................................................................................... 120

ВВЕДЕНИЕ

Берегите эти земли, эти воды, Даже малую былиночку любя.

Берегите всех людей внутри природы,

Убивайте лишь зверей внутри себя…

Е. Евтушенко

Биосфера как область существования живого вещества на нашей планете представляет собой равновесную систему, в которой процессы обмена происходят, главным образом, за счет жизнедеятельности организмов. Антропогенное загрязнение биосферы до определенного периода сглаживалось процессами, происходящими в биосфере, однако в последние десятилетия масштабы преобразовательной деятельности человека так возросли, что достигли глобального уровня.

Особую экологическую опасность представляет загрязнение воздушной среды, территории, поверхностных и грунтовых вод вредными веществами. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, сброс загрязненных сточных вод, размещение опасных отходов в окружающей среде приводят к нарушению равновесия в природных экологических системах, снижению качества жизни, ухудшению здоровья населения.

Экологические знания приобретают особой значимости в современных условиях. Это связано с необходимостью комплексного решения задач охраны окружающей среды из-за усиливающегося техногенного влияния человечества, которое сопоставимо с геологическими процессами и угрожает существованию всей биосферы. 

Экологические знания, в свою очередь, являются одной из ступенек к преодолению экологического кризиса. Экологические знания понять, что человек и природа – одно целое и принимать экологически правильные решения в профессиональной деятельности. 

Дисциплина раскрывает концептуальные основы экологии и экономики, формирует знание об эволюции и роли живого вещества в жизни планеты Земля, о свойствах и закономерностях развития биосферы, дает представление о современных экологических проблемах, общих чертах глобального экологического кризиса и путях выхода из него, об источниках и последствиях загрязнения окружающей среды, методах и средствах защиты окружающей среды.

Лекционный материал по дисциплине «Экологические основы природопользования» соответствует Государственному образовательному стандарту, учебному плану и рабочей программе учебной дисциплины. 

ЛЕКЦИЯ № 1. Методологические основы дисциплины «Экологические основы

природопользования»

План

1.        Этапы становления экологической науки.

2.        Предмет, задачи, методы исследования. 

3.        Структура современной дисциплины. 4. Междисциплинарный характер дисциплины.

1. Этапы становления экологической науки

Экология является достаточно новой областью науки, которая появилась во второй половине XX века. Точнее, считается, что в качестве отдельной дисциплины экология зародилась на рубеже XX века, и получила распространение в 1960-е годы, в связи с возросшим беспокойством за состояние окружающей среды. 

Тем не менее, идеи экологии были в какой-то степени известны уже давно, и принципы экологии разрабатывались постепенно, тесно переплетаясь с развитием других биологических дисциплин. 

Таким образом, становление и развитие экологии можно разделить на  несколько этапов:

1-й этап:            предыстория экологии                                   (до 60-х годов  XIX в.)

2-й этап:            оформление экологии в самостоятель-        (60-е годы XIX в. – первая половина

                                     ную отрасль знаний                                       XX в.)

3-й этап:            превращение экологии в комплексную (50-е годы XX века – по наст. время) науку

Первый этап. Предыстория становления экологии

Своими истоками экология уходит в глубокую древность. Возможно, одними из первых экологов были  Аристотель или, его студент, Теофраст, оба интересовавшиеся многими видами животных. Теофраст описал взаимоотношение между животными и между животными и окружающей их средой уже в 4-м веке до нашей эры. 

В XVII-XVIII вв. экологические сведения составляли значительную долю во многих биологических описаниях (А.Реомюр, А.Трамбле). Элементы экологического подхода содержались в исследованиях русских ученых И.И. Лепехина, А.Ф. Миддендорфа, С.П. Крашенинникова, французского учѐного Ж. Бюффона, шведского естествоиспытателя К.Линнея, немецкого ученого Г. Йегера и др. 

В этот же период Ж.-Б. Ламарк и Т. Мальтус впервые предупреждают человечество о возможных негативных  последствиях воздействия человека на природу.

В течение XVIII и XIX в. морские европейские державы отправляли мировые разведывательные экспедиции, объединившие многих ученых, в том числе ботаников, как, например, немецкий исследователь Александр фон Гумбольдт. Гумбольдт часто считается отцом экологии. Он был первым, кто взялся за изучение взаимосвязи между организмами и окружающей их средой. Он выявил существующие отношения между наблюдаемыми видами растений и климата, и описал растительные зоны в зависимости от широты и высоты над  уровнем моря. В настоящее время на эти  вопросы отвечает геоботаника.

Второй этап. Оформление экологии в самостоятельную отрасль знаний 

Начало этапа ознаменовалось выходом работ русских ученых К.Ф. Рулье, Н.А. Северцова, В.В. Докучаева, впервые обосновавших ряд принципов и понятий экологии, которые не утратили своего значения и до настоящего времени.  Неслучайно поэтому американский эколог Ю.Одум считает В.В. Докучаева одним из основоположников экологии. В конце 70-х гг. XIX в. немецкий гидробиолог К.Мѐбиус вводит важнейшее понятие о биоценозе  как о закономерном сочетании организмов в определенных условиях среды.

Неоценимый вклад в развитие основ экологии внес Ч. Дарвин, вскрывший основные факторы эволюции органического мира. То, что Дарвин называл «борьбой за существование», с эволюционных позиций можно трактовать как взаимоотношения живых существ с внешней абиотической средой и между собой, т.е. с биотической средой. 

Термин экология  в 1866 в науку ввел немецкий  биолог Эрнест Геккель. Его определение удерживает экологию в рамках биологических наук.

Как самостоятельная наука экология окончательно оформилась в начале XX столетия. В этот период американский ученый Ч. Адаме создает первую сводку по экологии. 

В. И. Вернадский создает фундаментальное учение о биосфере. 

В 30-е и 40-е гг. экология поднялась на более высокую ступень в результате нового подхода к изучению природных систем. Сначала А. Тенсли предложил понятие об экосистеме, а несколько позже В.Н. Сукачев обосновал близкое этому представление о биогеоценозе. Следует отметить, что уровень отечественной экологии в  2040-х гг. был одним из самых высоких в мире, особенно в области  фундаментальных разработок. 

Третий этап. Превращение экологии в комплексную науку

Во второй половине XX в. в связи с прогрессирующим загрязнением окружающей среды и резким усилением воздействия человека на природу экология приобретает особое значение.

Из строгой биологической науки экология превращается в «значительный  цикл знания, вобрав в себя разделы географии, геологии, химии, физики, социологии, теории культуры, экономики...» (Реймерс, 1994). Экология  становится комплексной наукой, включающей в себя науки об охране природной и окружающей человека среды. 

Современный период развития экологии в мире связан с именами таких  крупных  ученых, как Ю. Одум, Т.Миллер, И.П. Герасимова, А, М. Гилярова, В. Г. Горшкова, К.С. Лосева, Н. Н. Моисеева и др.

Таким образом, в последние десятилетия экология фактически вышла за рамки только биологии и переживает колоссальное развитие в различных направлениях. Современная экология не только изучает законы функционирования природных и техногенных систем, но и ищет пути гармонического взаимоотношения природы и общества, от  характера которого зависит не только здоровье людей и их экономическое процветание, но и сохранение человека как биологического вида. Решение экологических проблем требует огромной  работы во всех областях науки и техники. Поэтому идеи и проблемы  экологии всемерно проникают в другие научные дисциплины и внедряются в общественное развитие. Этот процесс называется экологизацией.

2. Предмет, задачи, методы исследования  

Термин «экология» впервые употребил в 1866 году немецкий ученый Эрнст Геккель для обозначения науки, изучающей взаимоотношения организмов с окружающей средой. Само слово «экология» состоит из двух греческих слов: «ойкос» - дом и «логос» - наука, означает в переводе «наука о местонахождении».

Как самостоятельная биологическая дисциплина экология сформировалась в конце 80-х годов XIX столетия.

                      Определение по Э.Геккелю                Экология -это общая наука об отношениях орга-

                                            ₍₁₈₆₆ г.)                                                низмов с окружающей средой.

Современное        Экология - это наука о взаимоотношениях живых определение         организмов между собой и с окружающей средой

Рисунок 1 – Формирование термина «экология»

Предмет экологии.

Предмет экологии как науки формируется в соответствии с несколькими принципами.

Первый принцип выделения – в соответствии с уровнем организации живой материи (рис. 2).  Второй принцип выделения – в соответствии с типом среды и местообитания. 

                    Ген ↔            Клетка ↔        Орган ↔        Организм     Популяция ↔      Сообще-

                                                                                                                             ↔                                              ство

                          ↨                    ↨                  ↨                 ↨                   ↨                   ↨

                                              Окружающая среда             (Вещество     +     Энергия) ^Окружащая среда^ю-

Генетические Клеточ- Систе- Системы Популяцион- Экосисте- системы ные систе^мы мы органов организмов ные системы мы

                     Предмет изучения биологии              Предмет изучения экологии

Рисунок 2 – Предмет экологии в соответствии с уровнем организации живой материи

Предмет экологии – взаимоотношения живых организмов в определенных условиях среды.

Третий принцип – это область приложения экологических знаний. 

Предмет экологии – природные ресурсы, загрязнители окружающей среды и их действие на те или иные живые организмы.

Экология занимается изучением 3-х уровней организации жизни:

-   отдельными организмами (особями);

-   популяциями (совокупности особей одного вида на определенной территории);

-   биоценозами (совокупности особей разных видов).

Целью экологии является разработка тактики и стратегии сохранения и устойчивого развития жизни на Земле.

Экология использует широкий набор методов исследования. 

Методы экологических исследований – это пути и способы изучения экологических явлений, которые подразделяются на полевые и лабораторные.

ОБЩАЯ ЭКОЛОГИЯ (БИОЭКОЛОГИЯ)

Раздел  (греч. аutos Аутэколо–гия сам)           (греч. Демэкология demos –народ)                   (греч. Синэколsyn–вместе)огия           

Опреде-          изучает взаимоот-     наука о популяциях, изучает популяции разных видов ление ношения отдель-        которая изучает         растений, животных и ных организмов с   действие факторов        микроорганизмов, образующих окружающей сре-           среды в популяциях, сообщества, их пути формирования, дой  динамику численности         развитие, структуру и динамику,

                                                                популяций                          взаимодействие с факторами среды  

Предмет         влияние экологи-      рождаемость, смерт- структура и видовое разнообразие соизучения ческих факторов       ность, динамика, чис-           обществ животных, растений и микрона организмы и их ленность, возрастной и   организмов, их взаимодействие со ответные реакции      половой состав попу-  средой.

ляций в зависимости от действия экологических факторов

Рисунок 7 – Структура общей экологии (биоэкологи)

4. Междисциплинарный характер дисциплины

Экология тесно взаимодействует с другими науками: как биологическими, так и других областей знаний. 

При этом не следует думать, будто экология - это «хорошая» химия, в отличие от классической «плохой» химии, которая загрязняет окружающую среду. Нет «плохой» химии или «плохой» ядерной физики - есть научный и технический прогресс или его недостаток в какой-нибудь области деятельности. Задача эколога - использовать новые достижения естественных наук для того, чтобы при максимальной выгоде свести к минимуму риск нарушения среды обитания живых существ. Баланс «риск-выгода» является предметом изучения экологов.

К экологии иногда неверно относят ряд дисциплин. Так, природопользование и охрана природы не являются разделами экологии.

Охрана окружающей среды = прикладная экология?

Охрана окружающей среды – это система мер, направленных на сохранение атмосферы, почв, вод, земных недр, растительности и животного мира, рациональное использование природных ресурсов, предупреждающая вредное влияние результатов деятельности общества на природу и здоровье человека.

Современная экология тесно связана с политикой, экономикой, правом (включая международное право), психологией и педагогикой, так как только в союзе с ними возможно выработать новый тип экологического сознания, коренным образом меняющий поведение людей по отношению к природе.

Когда «наука о доме» (экология) и «наука о ведении домашнего хозяйства» (экономика) сольются, и когда предмет этики расширит свои границы и включит в себя наряду с ценностями, произведенными человеком, ценности создаваемые окружающей средой, тогда мы на самом деле сможем стать оптимистами относительно будущего человечества (Ю. Одум, 1986).

Контрольные вопросы и задания

1.        Основные этапы становления экологической науки.

2.        Охарактеризуйте предысторию становления экологии.

3.        Охарактеризуйте процесс оформления экологии в самостоятельную отрасль знаний.

4.        Опишите процесс становление экологии как комплексной дисциплины.

5.        Дайте определения термина «экология», используя формулировку Э.Геккеля и современную трактовку.

6.        Охарактеризуйте предмет экологии.

7.        Дайте характеристику объекта и цели экологии.

8.        Приведите основные задачи экологии.

9.        Что понимают под методом экологического исследования? Назовите их виды.

10.    Полевые методы экологических исследований.

11.    Лабораторные методы экологических исследований.

12.    Опишите структуру современной экологии.

13.    Опишите структуру общей экологии (биоэкологи).

14.    Дайте определение и укажите предмет изучения аутэкологии.

15.    Дайте определение и укажите предмет изучения демэкологии.

16.    Дайте определение и укажите предмет изучения синэкологии.

17.    Охарактеризуйте связь экологии с другими науками. 18. Можно ли считать охрану окружающей среды разделом экологии? Ответ обоснуйте.

ЛЕКЦИЯ № 2. Экологические факторы. Экологические системы. Основные

законы экологии

План

1.  Экологические факторы.

2.  Экологические системы. 3. Основные законы экологии.

1. Экологические факторы.

Среда действует на организмы и другие биосистемы посредством физических, химических и биотических воздействий. Каждое воздействие, качественно отличное от других, называют элементами действия среды, или факторами. Температура, свет, влажность воздуха или почвы, пища, присутствующие рядом другие организмы своего вида и иных видов, - все это является факторами, воздействующими на существование организмов. 

Экологические факторы - это все факторы окружающей среды, действующие на организм. 

По своему воздействию на живые организмы экологические факторы могут выступать в качестве раздражителей, ограничителей, модификаторов и сигналов.

Рисунок 3 – Классификация абиотических факторов

На суше важными экологическими факторами являются свет, температура, вода. В водной среде (например, в море), таковыми выступают свет, температура и соленость. В пресных водоемах основную роль может играть содержание кислорода. Все эти физические условия существования могут быть не только лимитирующими факторами, но и регулирующими, т. е. оказывающими адаптационное влияние. 

Однако, несмотря на значимость этих физических факторов, нельзя считать, что свет, температура и влага действуют независимо друг от друга (правило комплексного действия факторов). Их воздействие всегда взаимосвязано, действие одного из них проявляется сильнее под влиянием другого или сказывается слабее. 

Пример, температура проявляет свое заметное лимитирующее действие на организм, если режим влажности близок к критическому, т. е. влажность мала или очень велика (правило лимитирующих факторов). 

В то же время при оптимальном режиме влажности, например растения, способны долго выдерживать температуры, близкие к пороговым (правило оптимума).

Жизнь организмов в природе зависит не только от абиотических факторов, но и от того, как действуют на них другие живые организмы. На жизнь организмов влияют живущие рядом с ними высшие растения, бактерии, грибы и животные. 

Биотические факторы - это совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на другие и на окружающую среду. 

Эти факторы очень разнообразны и проявляются во взаимоотношениях организмов при совместном обитании.

Взаимодействие хищника и жертвы - яркий пример биотических факторов. Здесь пища выступает как экологический фактор, жизненно необходимый для хищника, так как поедаемое им животное (жертва) является источником энергии для жизни. В то же время от количества (численности) хищника зависит численность и существование жертвы. Хищники регулируют динамику численности своих жертв. Но, с другой стороны, то или иное количество добычи обусловливает динамику численности хищников. Сходно складываются взаимоотношения и у паразита с организмом хозяина, который служит для него средой обитания и ресурсом пищи. Тот и другой имеют черты взаимного приспособления к совместному существованию. 

Во всех взаимоотношениях этих систем - «хищник и жертва», «паразит и хозяин» в процессе взаимных приспособлений постоянно происходят естественный отбор и эволюция. В итоге как результат исторического развития сопряженных взаимоотношений в природе сформировались определенные приспособительные свойства и механизмы регуляции численности обоих компонентов системы. Поэтому они всегда удерживаются в пределах какой-то величины, приближающейся к оптимуму плотности популяций, как хищника, так и его жертвы, то же и в системе «паразит-хозяин». 

Биотические факторы бывают:

1.   фитогенными (влияние растений); 

2.   зоогенными (влияние животных); 

3.   микогенными (влияния грибов);

4.   микробогенными (влияние различных микроорганизмов).

БИОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Внутривидовые взаимоотношение - взаимоотношения между организмами внутри попу-

Межвидовые взаимоотношение

ляции

-   взаимоотношения между различными видами, которые могут

(взаимоотношения                      между  быть благоприятными («+»), неблагоприятными («-») и

особями различных полов, нейтральными («0»).

конкуренция за жизненные ресурсы, различные формы поведения)

-   соревнование,          - взаимополезные (++)

-   конкуренция, симбиоз, мутуализм, протокооперация

-   антагонизм,  - полезно-нейтральные (+0)

-   полезно-вредные (+)

-   агрессия,

хищничество, паразитизм, полупаразитизм и аменсализм

-   каннибализм,            - взаимовредные отношения ( )

-   альтруизм,     

-   эндо- и эктопаразитизм        

Рисунок 4 – Классификация биотических факторов

В развернутом виде типы взаимодействия между организмами представлены в табл. 1.

Таким образом, биотические отношения являются одним из важнейших механизмов формирования видового состава сообществ, распределения видов в пространстве, регуляции их численности, а так же имеют значение для процесса эволюции.

Влияние человека как экологического фактора в природе велико и чрезвычайно многообразно. В процессе своей деятельности человек создал большое количество самых разнообразных видов культурных растений и домашних животных, воздвиг искусственные экосистемы и существенным образом преобразовал естественные природные комплексы. 

Своей деятельностью человек вызывает глубокие изменения и в биогеоценозах. При этом изменения, осуществленные им, создают для одних видов благоприятные условия размножения и развития, для других - неблагоприятные. В результате между видами возникают новые численные отношения, перестраиваются пищевые цепи, появляются приспособления, необходимые для существования организмов в измененной среде. Действия человека обогащают или обедняют сообщества.

                                           АНТРОПОГЕННЫЕ ФАКТОРЫ

Плановые Непредвиденные Обусловленные жизнедея-Обусловленные социальнотельностью человека культурной деятельностью Рисунок 5 – Классификация антропогенных факторов

Человек своей производственной деятельностью целенаправленно, но во многом непредвиденно и очень сильно влияет на живую природу и окружающую среду, разрушает местообитания живых организмов и изменяет ареалы многих видов. Особенно велико такое влияние на среду обитания живых организмов: сбросом промышленных и бытовых отходов в окружающую среду, нарастающее загрязнение воды, почвы, атмосферы и всей природы в целом. 

Пример, установлено, что выбросы диоксида серы (S02) сталелитейными заводами в Канаде повлекли за собой гибель растительности в радиусе 8 км от источника, причинили большой ущерб деревьям и кустарникам на расстоянии 16 км и создали опасность для природных сообществ в радиусе 30 км от источника. Встречающиеся теперь повсеместно и часто кислотные дожди (с рН менее 4) ранят листву у растений, разрушают растительный покров, губят молодь ценных рыб в водоемах.

Активное разрушение природных экосистем и постройка на их местах городов, промышленных и сельскохозяйственных предприятий, транспортных путей уже привели к исчезновению многих видов растений и животных. 

Эти и многие, многие другие примеры свидетельствуют о противоречивом, чрезвычайно мощном и часто внезапном влиянии антропогенных факторов в живой природе, жизни самого человека и человечества, в существовании всей планеты Земля. Важно подчеркнуть, что на воздействие природных абиотических и биотических факторов, обычно носящих циклический, постоянный характер, у живых организмов имеются выработанные в процессе эволюции приспособительные свойства, тогда как на многие антропогенные воздействия, обычно действующие внезапно и нерегулярно, у живых организмов таких приспособлений нет. В этом тоже проявляются особенности действия антропогенных факторов, о чем люди должны всегда помнить и учитывать, планируя ту или иную деятельность в природе.

Одна из важнейших проблем экологии - изучение механизмов приспособления (адаптации) организмов к факторам внешней среды. 

Адаптация – процесс приспособления организма к определенным условиям окружающей среды.

Сам термин «адаптация» характеризует наличие приспособлений, а не выявление механизмов, лежащих в его основе. Однако все адаптации формируются только путем эволюции при участии естественного отбора в процессе взаимодействия организмов со средой обитания.

Адаптация развивается под воздействием трех основных факторов - изменчивости, наследственности и естественного (равно как и искусственного) отбора. Основные адаптации наследственно обусловлены.

Непериодические факторы воздействуют катастрофически, вызывая болезни или даже смерть живых организмов. Но источником адаптации являются мутации генов, которые могут произойти и под воздействием искусственных факторов. Это приводит, например, к приспособлению насекомых даже к отравляющим веществам, которые на них перестают действовать.

Положительное или отрицательное влияние экологического фактора на живые организмы зависит, прежде всего, от силы его проявления. Как недостаточное, так и избыточное действие фактора отрицательно сказывается на жизнедеятельности особей.

Влияние экологических факторов на живой организм весьма многообразно, однако их действие подчиняется определенным закономерностям. 

Рисунок 6 – Схема действия экологических факторов

Оптимум – значение фактора, при котором жизнедеятельность организмов и способность их к размножению максимально возможно.

Зона нормальной жизнедеятельности – диапазон значений экологического фактора, близких к оптимуму, при которых существование организмов не сопровождается адаптивными реакциями.

Зона угнетения жизнедеятельности (пессимум) - значение экологического фактора, при котором жизнедеятельность организма возможна только при наличии специальных приспособлений, а размножение не происходит.

Верхний и нижний предел выносливости (толерантность) – максимальное и минимальное значение факторов, при котором еще возможна жизнедеятельность, а за пределами – наступает гибель.

Регулирующий экологический фактор – фактор, влияющий на численность особей в конкретной ситуации.

Лимитирующий фактор – фактор, напряженность которого приближает к пределу выносливости (толерантности) или превосходит его.

Понятие о лимитирующих факторах введено в 1840г. Ю. Либихом. Он показал, что для обеспечения нормального роста растений необходимо определенное число и количество химических элементов, причем одни из них не могут быть заменены другими.

Достаточно общая формулировка закона минимума вызвала много споров и дискуссий среди ученых. Уже в середине XIX в. было известно, что лимитирующим фактором может быть и избыточная доза воздействия, и что разные возрастные

(иногда и половые) группы организмов неодинаково реагируют на одни и те же условия.

Таким образом, лимитирующим может быть не только недостаток (минимум), но и избыток (максимум) экологического фактора.

2. Экологические системы.

Экосистема - это совокупность живых организмов и среды их обитания, которая характеризуется обменом веществ и энергии.

Экосистема, границы которой определены растительным сообществом, называют биогеоценозом.

Это понятие безразмерное, т.е. в качестве экосистемы можно рассматривать и грядку в теплице, и луг, и лес, и космический корабль, и биосферу в целом.

ЭКОСИСТЕМА = БИОЦЕНОЗ + БИОТОП

Растения и животные, занимающие определенный биотоп (местообитание), составляют жизненное сообщество - биоценоз. Можно сравнить биотоп с сосудом, а биоценоз с его содержимым.

Рисунок 7 – Схема биогеоценоза (экосистемы)

Термин «экосистема» был введен английским экологом Артур Тэнсли в 1935 году.  В 1944 году В. Н. Сукачевым предложен термин «биогеоценоз», а В.И. Вернадский использовал понятие «биокосное тело».

Любая экосистема, как и биосфера Земли, имеет системное строение, определенную степень упорядоченности и иерархию. Экосистема является незамкнутой системой (в общем случае), поскольку осуществляет обмен веществом, энергией и информацией с биосферой.

Для естественных экосистем характерно наличие следующих признаков: 

1)                 экосистема представляет собой совокупность живых и неживых компонен-

тов; 

2)                 в рамках экосистемы осуществляется полный цикл, начиная с создания органического вещества и заканчивая его разложением на неорганические составляющие; 

3)                 экосистема сохраняет устойчивость в течение некоторого времени.

Несмотря на огромное разнообразие экосистем - от тропических лесов до тундры, - с точки зрения экологии всем им свойственна примерно одинаковая структура. Другими словами, все они включают одни и те же основные категории организмов, взаимодействующих друг с другом: продуценты, консументы и редуценты.

Каждая функциональная группа в экосистеме представлена не одним, а несколькими видами. Это гарантирует экосистеме длительное, стабильное существование.

Продуценты (производители) органического вещества из неорганического. Растения и некоторые бактерии способны преобразовывать солнечную энергию в процессе фотосинтеза и создавать (синтезировать) органические вещества. 

Консументы (от лат. «консумо» - потребляю) - потребители органического вещества. Травоядные животные употребляют растительную пищу, а плотоядные - животную. В результате процесса пищеварения, протекающего в организмах консументов, происходит первичное измельчение и разложение органического вещества. Это облегчает дальнейшую деятельность редуцентов. 

Редуценты (от лат. «редуцио» - возвращение) - это организмы, окончательно разлагающие органические вещества, содержащиеся в отходах и трупах консументов и продуцентов. К редуцентам относят бактерии и грибы. В процессе жизнедеятельности этих организмов восстанавливаются минеральные вещества, которые вновь используют продуценты. 

Рисунок 8 – Схема структуры экосистемы

Экосистема в экологии рассматривается как основная структурная и функциональная единица. В ней (как и в природе) происходит постоянный обмен веществ, поддерживаемый односторонним потоком энергии солнца.

В действительности структура экосистемы представлена рядом трофических цепей питания. В 1934 году Ч. Элтон предложил понятие цепи питания. 

Пищевая цепь (трофическая цепь, цепь питания) - последовательная передача вещества и энергии от одних организмов к другим.

Находящиеся в неживой природе вредные для организмов вещества (тяжелые металлы, яды и др.), продвигаясь по пищевым цепям, постепенно накапливаются в последующих уровнях пищевой пирамиды, концентрируясь во все меньших объемах биомассы на высших пищевых уровнях.

Чем выше пищевой уровень организма, тем больше ему угрожают находящиеся в его пище вредные вещества.

Поток энергии, который переходит на следующий трофический уровень, составляет в среднем 10%. При этом 90% энергии идет на собственные нужды организмов: рост биомассы, размножение, развитие, движение, дыхание и другие функции, часть энергии распространяется в виде тепла.

Известный эколог Линдеманн в 1942г. сформулировал закон превращения энергии в экосистемах - «закон 10%».

Закон 10% (Линдемана) – каждое последующее звено в цепи питания содержит вещества и энергии в 10 раз меньше, чем предыдущее звено.

3. Основные законы экологии

1.                  Закон толерантности Шелфорда (В.Шелфорд, 1913) – процветание организма ограничено законами максимума и минимума определенных экологических факторов, между ними располагается зона экологического оптимума. Каждый вид характеризуется своей толерантностью – способностью переносить отклонения экологических факторов от оптимальных.

2.                  Закон необратимости взаимодействия в системе человек – биосфера (П.Дансеро, 1957) - часть возобновимых природных ресурсов (животных, растительных и т.д.) может стать невозобновляемой, если деятельность человека сделает невозможным их жизнедеятельность и воспроизводство.

3.                  Законы общей экологии (Б.Коммонера, 1970): 

1)  все связано со всем; 

2)  все должно куда-то деваться;  3) природа знает лучше;  4) ничто не дается даром.

4.                  Закон константности (В.И. Вернадский, 1919) – количество живого вещества биосферы (для данного геологического периода) является величиной постоянной.

5.                  Закон 10% (Р. Линдемана, 1942) – каждое последующее звено в цепи питания содержит вещества и энергии в 10 раз меньше, чем предыдущее звено.

6.                  Закон минимума (Ю. Либиха, 1840) – жизненность организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей. Контрольные вопросы и задания

1.                   Дайте определение элементам действия среды.

2.                   Экологические факторы и их виды.

3.                   Классификация экологических факторов по степени их воздействия на живые организмы. 

4.                   Абиотические факторы: сущность и классификация.

5.                   Биотические факторы: суть понятия и классификация.

6.                   Опишите типы взаимодействия между организмами в рамках биотических факторов.

7.                   Антропогенные факторы: сущность и классификация.

8.                   Адаптация живых организмов.

9.                   Закономерности действия экологических факторов.

10.               Что представляет собой лимитирующий фактор?

11.               Экосистема и ее строение.

12.               Признаки экосистемы.

13.               Охарактеризуйте структуру экосистемы и ее основные элементы.

14.               Пищевая цепь и миграция загрязняющих веществ в экосистеме.

15.               Закон толерантности Шелфорда. Пример действия закона.

16.               Закон необратимости взаимодействия в системе человек – биосфера. Пример действия закона. 

17.               Законы общей экологии Б.Коммонера. 

18.               Закон константности. Пример действия закона. 

19.               Закон 10% . Пример действия закона.

20.               Закон минимума. Пример действия закона. 

Задание для самостоятельного выполнения

1. Может ли один экологический фактор полностью компенсировать действие другого

го или растения. Ответ обоснуйте.

виду факторов они являются?

4.

-      вырубка лесов;

-      ветер;

-      осушение болот;

-      хищничество;

-      сооружение свалок;



-      размножение;

-      температура воздуха;

-      отношения доминирования в стаде;

-      влажность почвы;

-      химический состав воды;       отношение полов;  паразитизм.

2. Понятие и границы Биосферы 3. Состав и свойства Биосферы. Учение В.И. Вернадского.

1. Происхождение и эволюция Биосферы.

Появление жизни на Земле - одна из самых больших загадок, волнующих человечество на протяжении всей его истории. Свидетельства этого процесса учѐные ищут в древнейших горных породах. Последние годы принесли ряд крупных открытий, которые позволяют по-новому взглянуть на эволюцию нашей планеты. 

Большинство утверждений, касающихся возникновения и эволюции биосферы, носит характер предположений. Это суждения о различных стадиях процесса эволюции, которые не противоречат современным физическим, химическим, биохимическим и другим законам, но которые невозможно полностью, а иногда и частично подтвердить экспериментально. 

В разное время выдвигались следующие теории относительно возникновения жизни на Земле:

1.   Креационизм 

2.   Теория стационарного состояния 

3.   Теория спонтанного зарождения 

4.   Теория панспермии 

5.   Биохимическая эволюция

В.И. Вернадский в своих работах подчеркивал, что история возникновения и эволюция биосферы - это история возникновения жизни на Земле. Развитие биосферы идет вместе с эволюцией органического мира - изменяется состав ее компонентов, расширяются границы и т. д.

Таким образом, установлено, что:

-    жизнь на земле возникла абиогенным путем;

 эволюция;  биологической эволюции предшествовала длительная химическая

-    первые организмы были гетеротрофами;  в настоящее время живое происходит только из живого (биогенно).

2. Понятие и границы Биосферы

Понятие «биосфера» имеет давнюю историю. Впервые его употребил великий французский зоолог Жан Батист Ламарк в 1803 году для обозначения совокупности живых организмов планеты (Вернадский использовал для этой цели понятие «живое вещество»). В широкий оборот это понятие ввѐл в 1875 году австрийский геолог Эдуард Зюсс в работе, посвящѐнной геологии Альп. Для Зюсса биосфера - земная оболочка, занятая жизнью. Вернадский серьѐзно переосмыслил понятие биосферы, но всѐ равно в разных работах использовал его в несколько разном смысле. Правоту обоих подходов можно подтверждать ссылками на работы классика.

В формальной трактовке биосфера - это земная оболочка, в пределах которой встречается жизнь. В функциональной - это оболочка планеты, ведущим фактором развития которой является жизнь.

Биосфера - динамическая система, состоящая из среды обитания и населяющей ее жизни.

Биосфера Земли имеет сложную структуру и состав. Структурно она подразделяется на три геологические сферы: атмосферу (воздушную), гидросферу (водную) и литосферу (твердую оболочку – верхнюю часть земной коры). Живое вещество – четвертая компонента биосферы – объединяет три оболочки, «цементируя» и превращая их в единую систему – биосферу – живую оболочку Земли.

Иначе говоря, биосфера - это часть литосферы, атмосферы, гидросферы, заселенная живым веществом. 

                                                                                   Атмосфера                                          

                             Гидросфера                    БИОСФЕРА                    Литосфера

                                                                              Живое вещество                                      

Рисунок 3 – Структура биосферы

Верхняя граница биосферы определяется озоновым слоем, представляющим собой тонкий слой (2-4 мм) газа озона (О₃). Роль озонового слоя в биосфере велика: он задерживает губительные для живого ультрафиолетовые лучи солнечного света.

Этот слой расположен на высотах 16 - 20 км. 

3. Состав и свойства Биосферы

В состав биосферы входят следующие вещества (по В.И.Вернадскому):

1.                  Живое вещество – совокупность живых организмов, населяющих планету Земля (растения, животные, микроорганизмы). 

2.                  Косное вещество – неживое вещество, образованное процессами, в которых живое вещество участия не принимало (магматические горные породы, газы, твердые частицы и водяные пары, выбрасываемые вулканами, гейзерами)

3.                  Биокосное вещество – продукт длительного взаимодействия живого вещества с косным веществом и факторами неживой природы (почва, вода обитаемых водоемов, глинистые минералы). 

4.                  Биогенное вещество – вещество, которое возникло в результате разложения остатков живых организмов, но еще не полностью минерализовано (ископаемые остатки организмов, нефть, уголь, газы атмосферы, озерный ил - сапропель, осадочные породы, например, известняки).

5.                  Радиоактивное вещество 

6.                  Вещество космического происхождения (оседающая на поверхность Земли космическая пыль)

гих отечественных и зарубежных ученых. Ученый впервые показал, что живая и неживая природа Земли тесно взаимодействуют и составляют единую систему.

Основные тезисы «Учения о биосфере» В.И. Вернадского:

1.                  Солнце – источник энергии. Главнейшую роль в жизни на Земле играет непрерывно поступающий поток энергии.

2.                  Живое вещество играет основную роль в биохимическом круговороте веществ и энергии. 

З. Элементарной структурной единицей биосферы является экосистема. 

4.Необходимым условием существования биосферы является круговорот веществ. 

5.                  Живое вещество в биосфере распределено неравномерно. 

6.                  Биосфера имеет границы. 

7.                  Под влиянием деятельности человека биосфера переходит в ноосферу – «сферу разума».

Контрольные вопросы и задания 1. Какие теории происхождения жизни на Земле Вам известны? Какую из них Вы считаете наиболее состоятельной? Ответ обоснуйте.

2.                   Какая из теорий происхождения жизни на Земле признается современной наукой? Кто является автором этой теории?

3.                   Охарактеризуйте историю понятие биосферы. Приведите ее современную трактовку.

4.                   Охарактеризуйте структуру и границы биосферы.

5.                   Какие вещества входят в состав биосферы? Какое из них является основным движущим фактором биосферы? Ответ обоснуйте.

6.                   Охарактеризуйте живое вещество и его основные свойства.

7.                   Что представляет собой косное вещество биосферы. Приведите примеры.

8.                   Что представляет собой биокосное вещество биосферы. Приведите примеры.

9.                   Что представляет собой биогенное вещество биосферы. Приведите примеры.

10.               Дайте краткую характеристику основных функций живого вещества биосферы.

11.               Назовите основные свойства биосферы.

12.               Кто является автором «Учения о биосфере»? Приведите основные тезисы учения.

13.               Какой ученый ввел в научный обиход понятие ноосферы. Приведите его современную формулировку.

14.               Приведите основные положения учения о ноосфере.

15.               Назовите основные условия становления ноосферы согласно учения В.И. Вернадского.

16.               Произошло ли становление ноосферы на современном этапе? Ответ обоснуйте.

17.               Какие из условий становления ноосферы выполнены на современном этапе?

18.               Какие из условий становления ноосферы не выполнены на современном этапе? Что необходимо для их выполнения.

Задание для самостоятельного выполнения

1. Ознакомьтесь с характеристикой каждой из приведенных гипотез. Результаты занесите в таблицу. Сделайте вывод о том, какая из указанных точек зрения вам представляется наиболее вероятной. Почему?

Гипотеза происхождения жизни

Критерий сравнения

                                                                                                                      Абиогенез                                  Биогенез

Способ зарождения биосферы                                                                         

Причины изменений в биосфере                                                                      

Научная оценка доводов                                                                                   

ЛЕКЦИЯ 4. Ноосфера как высшая стадия эволюции Биосферы

План

1.  Становление ноосферы. 

2.  Идеи В.И. Вернадского, Э. Леруа и П.Т. де Шардена. 3. Условия становления ноосферы.

«Одной из наиболее острых проблем современности является сохранение среды обитания человека. Любые успехи НТП будут обесценены, если они сопровождаются разрушением природы. Человек не сможет жить без чистого воздуха, свободных от вредных примесей воды и продуктов питания». 

Тейяр де Шарден

1. Становление ноосферы

Понятие ноосфера было предложено профессором математики Сорбонны Эдуардом Леруа (1870-1954), который трактовал ее как мыслящую оболочку, формирующуюся человеческим сознанием. Э. Леруа подчѐркивал, что пришѐл к этой идее совместно со своим - другом крупнейшим геологом и палеонтологомэволюционистом и католическим философом Пьером Тейяром де Шарденом. При этом Леруа и Шарден основывались на лекциях по геохимии, которые в 1922/1923 годах читал в Сорбонне В. И. Вернадский

Ноосфера (буквально «мыслящая оболочка») – это сфера разума, высшая стадия развития биосферы, связанная с возникновением и становлением в ней цивилизованного человечества. 

Разумная человеческая деятельность становится главным определяющим фактором развития на земле.

Задача человечества при переходе биосферы в ноосферу - научиться сознательно регулировать взаимоотношения общества и природы.

2. Идеи В.И. Вернадского, Э. Леруа и П.Т. де Шардена

Учение о ноосфере возникло в рамках космизма – философского учения о неразрывном единстве человека и космоса, человека и Вселенной, о регулируемой эволюции мира. Понятие ноосферы как обтекающей земной шар идеальной, «мыслящей» оболочки, формирование которой связано с возникновением и развитием человеческого сознания, ввели в оборот в начале ХХ века французские ученые П.Тейяр де Шарден и Э. Лерц. 

Учение о ноосфере, основателем которого считается В.И. Вернадский, получило широкое распространение. Оно даже предлагается как основа для всемирной стратегии  «устойчивого развития» (Рио-де-Жанейро, 1992 г.), направленного на разрешение глобального экологического кризиса. Но мало кто имеет сколь либо ясное представление о том, что же такое «ноосфера». Это не удивительно, поскольку учение о ноосфере Вернадского – не более чем околонаучный миф, рожденный в эпоху строительства коммунизма с целью его естественнонаучного обоснования. 

Само понятие «ноосферы» было предложено французским ученым Эдуардом Леруа, а развито двумя его современниками и коллегами – Пьером Тейяр де Шарденом и В.И. Вернадским. Их взгляды на ноосферу оцениваются, обычно, как противоположные, хотя для этого нет достаточных оснований.

П. Тейяр де Шарден рассматривает ноосферу в контексте единой философской доктрины, как этап цикла развития материи (универсума) от начальной точки сингуляции (альфы) до конечной (омеги). Его взгляды критиковались как идеалистические. Однако Тейяр де Шарден был не только теософом, но и крупным биологом, палеонтологом, взгляды которого пронизаны эволюционизмом. Он считал, что эволюция – «…основное условие, которому должны отныне подчиняться и удовлетворять все теории, гипотезы, системы, если они хотят быть разумными и истинными. Свет, озаряющий все факты, кривая, в которой должны сомкнуться все линии – вот что такое эволюция». Такой подход стал реальностью в 70-80-х годах XX века, когда представления о возникновении материи в результате «большого взрыва» стали научной теорией. Физики пытаются проследить возникновение и эволюцию частиц и атомов, астрономы – космических тел, химики – молекулярную эволюцию, вплоть до возникновения жизни, биологи – развитие не только органического мира, но и психики, социологи – глобальные тенденции развития человека.

Учение о ноосфере Тейяр де Шардена можно свести к следующим основным положениям.

-             Возникновение разума – закономерный результат развития материи, подготовленный всем ходом развития мира. Эти представления близки к развиваемым в рамках «антропного принципа».

-             Возникновение человеческого разума – качественно новый этап эволюции живой материи, переход эволюции от биологической фазы к социальной, духовной; превалирование духовного начала над материальным в организации и функционировании биосферы.

-             Человек, как носитель разума, не приспосабливается к среде, как другие животные, а изменяет и подчиняет ее себе, «…устраняет и покоряет всякую форму жизни, не являющуюся человеческой».

-             По мере развития «планетаризации» человека, деятельность его принимает глобальный характер, «…затрагивает саму жизнь в ее органической целостности».

-             Социальная эволюция объективно направлена на единение человечества, социальную и духовную конвергенцию рас, народов, разных слоев общества, на формирование «единомыслящего» в мировоззренческом плане человека.

-             Ноосфера представляет собой результат деятельности всего человечества, начиная с момента появления человека; на современном этапе она, как и биосфера, включает «былые ноосферы».

-             В состоянии ноосферы эволюция «…приобретает свободу располагать собой - продолжить себя или отвергнуть», завершить развитие разума путем глобальной катастрофы.

-             Формирование ноосферы – естественный процесс, независящий от воли человека, но он может быть ускорен деятельностью человека. «От нас зависит сделать стихийный процесс сознательным, превратить область жизни – биосферу, в царство разума – в ноосферу» (Э.Леруа).

Учение Тейяр де Шардена было отвергнуто не только нашей «официальной наукой», но и западным миром как антихристианское. Ему была запрещена преподавательская деятельность в университете в Сорбонне и он был вынужден покинуть Францию, прожив бoльшую часть жизни в Китае, а затем в США. Основные его произведения были опубликованы после смерти, последовавшей в 1951 г.

Практически все перечисленные выше положения разделялись В.И. Вернадским, который, несомненно был знаком с ними в результате личного общения с Леруа и Тейяр де Шарденом. Воззрения Вернадского на ноосферу отличались тем, что он решающее значение придавал научному познанию законов организации биосферы, трансформации ее под влиянием деятельности человека, а так же сознательной деятельности по ускорению становления ноосферы. Однако последнее обстоятельство относилось в большей степени к будущему, нежели к настоящему, которое он воспринимал достаточно критично.

В.И. Вернадский обратился к идее ноосферы в конце своей жизни – основная его работа по этой проблеме была опубликована в 1944 г. (Вернадский, 1989). Его представления трудно назвать «учением о ноосфере». Это скорее общая концепция о закономерности развития биосферы в состояние, контролируемое человеческим разумом. Представления Вернадского о ноосфере по многим позициям близки к развивавшимся Тейяр де Шарденом. Истинные воззрения Вернадского на ноосферу оценить сложно – он был верующим человеком, но, естественно, воздерживался от противостояния официальной идеологии построения коммунизма в одной стране (с работами К.Маркса, по собственному признанию, он был знаком недостаточно). Труды Вернадского, как и Тейяр де Шардена, не были признаны при жизни, хотя «Сталинский план преобразования природы» целиком укладывался в ноосферные представления Вернадского. «Учение о ноосфере» было востребовано позднее, когда официальная коммунистическая доктрина о построении коммунизма была скомпрометирована и возникла необходимость в ином, естественнонаучном ее обосновании. Этому способствовала и вера Вернадского в неограниченные возможности научно-технического прогресса, реальности достижения полной независимости человечества от природы, перехода его к автотрофности. Экологический авантюризм обосновывался необходимостью ускорения наступления ноосферы путем разумного

преобразования природы. Положение о возможности сознательного, разумного превращения биосферы в ноосферу, казалось, уже само по себе исключает неблагоприятные последствия подобного развития. Из объективного характера трансформации биосферы в ноосферу был сделан вывод о возможности гармонического сосуществования человека и природы и, как следствие, о коэволюции природы и общества. Это «достижение» им отечественной экологии, не соответствующее ни историческому опыту, ни законам эволюции, вошло во многие учебники. Оно было подвергнуто критическому анализу в работе В.И. ДаниловаДанильяна (1998), показавшего полнейшую научную несостоятельность такой "коэволюции".

Следует различать научные аспекты представлений о ноосфере Тейяр де Шардена и Вернадского от их интерпретаций как со стороны теософов, так и марксистко-ленинских материалистов. Как научная концепция, она описывает «гоминизированный» этап развития биосферы и представляет учение, связывающее естествознание (биосферологию) с наукой об обществе, неизбежность слияния которых в единую науку предсказывал еще Карл Маркс. Как всякое отражение объективной реальности, ноосферология имеет свои законы и принципы, основанные на изучении периодов становления ноосферы. На основании их можно предположить развитие ноосферных тенденций биосферы в будущем. В частности, современный мир находится на грани глобального экологического кризиса, о приближении которого человечество не подозревало 40-50 лет тому назад. Не исключено, что этот кризис, если его не удастся предотвратить, приведет к диссипативному изменению траектории развития биосферы. Как всякий объективный процесс, ноосферогенез не зависит от воли человека, хотя его темпы могут быть изменены разумной деятельностью. Согласно закону прохождения фаз развития, для становления ноосферы требуются определенные предпосылки, уровень развития человечества, о которых мы не имеем представления. Как показал опыт «перехода от феодализма к коммунизму», минуя стадию развитого капитализма, нельзя насиловать историю. И дело не в материально-технических возможностях, в конечном счете, – это дело «техники». Дело – в психологии человека. Грандиозный эксперимент по построению коммунизма был взорван изнутри силами, которые именовались «частнособственническим перерождением». Россия, фактически, возвратилась в исходную точку (в точку «альфы»?), несмотря на атомные электростанции, спутники и прочие достижения научной мысли. 

Заслуга В.И. Вернадского заключается в том, что он дал этому термину новое, материалистическое содержание. И сегодня под ноосферой мы понимаем высшую стадию биосферы, связанную с возникновением и развитием человечества, которое, познавая законы природы и совершенствуя технику, начинает оказывать определяющее влияние на ход процессов на Земле и в околоземном пространстве, изменяя их своей деятельностью.

В работах В.И. Вернадского можно встретить разные определения и представления о ноосфере, которые менялись на протяжении жизни ученого. В.И. Вернадский начал развивать данную концепцию с начала 30-х годов после разработки учения о биосфере. Осознавая огромную роль и значение человека в жизни и преобразовании планеты, русский ученый употреблял понятие «ноосфера» в разных смыслах:

1)                 как состояние планеты, когда человек становится крупнейшей преобразующей геологической силой;

2)                 как область активного проявления научной мысли как главного фактора перестройки и изменения биосферы.

Ноосферу можно охарактеризовать как единство «природы» и «культуры». Сам Вернадский говорил о ней то как о реальности будущего, то как о действительности наших дней, что неудивительно, поскольку он мыслил масштабами геологического времени. Биосфера не раз переходила в новое эволюционное состояние – отмечает В. И. Вернадский. В ней возникали новые геологические проявления, раньше не бывшие. Это было, например, в кембрии, когда появились крупные организмы с кальциевыми скелетами, или в третичное время (может быть, конец мелового), 15-80 млн лет назад, когда создавались наши леса и степи и развилась жизнь крупных млекопитающих. Это переживаем мы и сейчас, за последние 10-20 тысяч лет, когда человек, выработав в социальной среде научную мысль, создает в биосфере новую геологическую силу, в ней не бывшую. Биосфера перешла или, вернее, переходит в новое эволюционное состояние - в ноосферу - перерабатывается научной мыслью социального человечества». 

Таким образом, понятие «ноосфера» предстаѐт в двух аспектах:

1.                  ноосфера в стадии становления, развивающаяся стихийно с момента появления человека;

2.                  ноосфера развитая, сознательно формируемая совместными усилиями людей в интересах всестороннего развития всего человечества и каждого отдельного человека.

По мнению В.И. Вернадского, ноосфера только-только создается, возникает в результате реального, вещественного преобразования человеком геологии Земли усилиями мысли и труда.

Основные положения учения о ноосфере 

1.      Ноосфера является исторически последним состоянием биосферы, преобразованной деятельностью человека. 

2.      Ноосфера – это сфера разума и труда 

3.      Изменения в биосфере связаны деятельностью человека 

4.      Дальнейшее развитие ноосферы связано с развитием социальноэкономических факторов

3. Условия становления ноосферы по В.И. Вернадскому

1.                  Заселение человеком всей планеты (практически условие выполнено) 

2.                  Резкое преобразование средств связи и обмена между разными странами (выполнено) 

3.                  Усиление связей, в том числе политических, между всеми государствами Земли (выполнено) 

4.                  Преобладание геологической роли человека над другими геологическими процессами, протекающими в биосфере (выполнено) 

5.                  Расширение границ биосферы и выход в Космос (предсказание по отношению к человеку частично сбылось)

6.                  Открытие новых источников энергии (выполнено)

7.                  Равенство людей всех рас и религий (выполняется)

8.                  Увеличение роли народных масс в решении вопросов и внутренней политики (не выполнено) 

9.                  Свобода научной мысли и научного искания от давления религиозных, философских и политических построений (не выполнено) 

10.             Подъем благосостояния трудящихся. Создание реальной возможности не допустить недоедания, голода, нищеты и ослабить влияние болезней (не выполнено) 

11.             Разумное преобразование первичной природы Земли с целью сделать ее способной удовлетворять все материальные, эстетические и духовные потребности численно возрастающего населения (не выполнено) 

12.             Исключение войн из жизни человечества (не выполнено) 

Сейчас все еще богатый и прекрасный мир разрушается из-за чрезмерной эксплуатации его хозяйственной деятельностью, колоссально возросшей в связи с произошедшим демографическим взрывом, поэтому «ноосфера», мир, где правит разум, еще не реализовалась.

Становление ноосферы, в которой правит разум, еще не реализовалась! Контрольные вопросы и задания

1.                   Какой ученый ввел в научный обиход понятие ноосферы. Приведите его современную формулировку.

2.                   Приведите основные положения учения о ноосфере.

3.                   Назовите основные условия становления ноосферы согласно учения В.И. Вернадского.

4.                   Произошло ли становление ноосферы на современном этапе? Ответ обоснуйте.

5.                   Какие из условий становления ноосферы выполнены на современном этапе?

6.                   Какие из условий становления ноосферы не выполнены на современном этапе? Что необходимо для их выполнения.

ЛЕКЦИЯ № 5. Антропогенное воздействие на Биосферу

План

1.  Основные виды антропогенного воздействия на Биосферу. 

2.  Понятие и классификация загрязнений окружающей среды. 3.Современное состояние Биосферы. Глобальный экологический кризис.

1. Основные виды антропогенного воздействия на Биосферу.

Последствия техногенного воздействия на биосферу. Человек всегда использовал окружающую среду в основном как источник ресурсов, однако, в течение очень длительного времени его деятельность не оказывала заметного влияния на биосферу. Лишь в конце прошлого столетия изменения биосферы под влиянием хозяйственной деятельности обратили на себя внимание ученых. Эти изменения нарастали и в настоящее время обрушились на человеческую цивилизацию.

Стремясь к улучшению условий своей жизни человечество, постоянно наращивает темпы материального производства, не задумываясь о последствиях. При таком подходе большая часть взятых от природы ресурсов возвращается ей в виде отходов, часто ядовитых или не пригодных для утилизации. Это приносит угрозу и существованию биосферы, и самого человека. Различают следующие виды антропогенного воздействия на биосферу:

АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА БИОСФЕРУ

Загрязнение среды опасными отходами

Шумовое воздействие

Биологическое загрязнение

Воздействие электромагнитных полей и излучений

Воздействие оружия массового уничтожения

                                 Воздействие техногенных экологических катастроф                                            

Рисунок 1 – Виды антропогенного воздействия на биосферу

Наибольшее количество промышленных отходов образует угольная промышленность, предприятия черной и цветной металлургии, тепловые электростанции, промышленность строительных материалов. 

Экологические кризисные ситуации, периодически возникающие в различных точках планеты, во многих случаях обусловлены негативным воздействием так называемых опасных отходов. 

Под опасными отходами понимают отходы, содержащие в своем составе вещества, которые обладают одним из опасных свойств (токсичность, взрывчатость, инфекционность, пожароопасность и т. д.) и присутствуют в количестве, опасном для здоровья людей и окружающей природной среды.

Рассмотрим более подробно каждый из обозначенных видов воздействия.

ОТХОДЫ

Твердые бытовые отходы (ТБО) совокупность твердых веществ (пластмасса, бумага, стекло, кожа и др.) и пищевых отбросов, образующихся в бытовых условиях.  Жидкие бытовые отходы представ-

Остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, образовавшихся при производстве продукции.  Они бывают твердыми (отходы металлов, пластмасс, древесина и т. д.), жидкими (производственные сточные воды,

лены в основном сточными водами отработанные органические растворихозяйственно-бытового назначения. тели и т. д.) и газообразные (выбросы Газообразные выбросами различных промышленных печей, автотранспорта газов.   и т. д.)

Опасные отходы стали проблемой века и для борьбы с ними предпринимаются огромные усилия во всем мире. В Украине к опасным отходам относят около 10% от всей массы твердых отходов. Среди них металлические и гальванические шламы, отходы стекловолокна, асбестовые отходы и пыль, остатки от переработки кислых смол, дегтя и гудронов, отработанные радиотехнические изделия и т. д.

Шумовое воздействие – любой шум, неприятный для человеческого слуха.

Загрязнение среды шумом возникает в результате недопустимого превышения естественного уровня звуковых колебаний. С экологической точки зрения в современных условиях шум становится не просто неприятным для слуха, но и приводит к серьезным физиологическим последствиям для человека.

Естественные природные звуки на экологическом благополучии человека, как правило, не отражаются. Звуковой дискомфорт создают антропогенные источники шума, которые: повышают утомляемость человека, снижают его умственные возможности, значительно понижают производительность труда, вызывают нервные перегрузки, шумовые стрессы и т. д.

Антропогенное шумовое воздействие неблагоприятно сказывается на организме человека и сокращает продолжительность его жизни, ибо привыкнуть к шуму физически невозможно. Человек может субъективно не замечать звуки, но от этого разрушительное действие его на органы слуха не только не уменьшается, но и усугубляется.

ОСНОВНЫЕ ИСТОЧНИКИ АНТРОПОГЕННОГО ШУМА

                                               Транспорт                                                                           

(автомобильный, рельсовый, воз- Промышленные предприятия душный)

Детские сады,  школы

Автотранспорт (80% от общего шума)

Рисунок 2 – Источники шумового загрязнения Последствия воздействия шума:   нарушение сна 

-      сердечнососудистые и нервные расстройства 

-      чувство усталости 

-      повышенная утомляемость 

-      понижение настроения 

-      понижается способность к учебе 

-      понижается производительность труда 

-      снижается слух 

-      120-130 дБ – болевое ощущение, акустическая травма 

-      186 дБ – разрыв барабанных перепонок 

-      196 дБ – повреждение легочной ткани

Биологическое загрязнение - привнесение в экосистемы нехарактерных для них видов живых организмов (бактерий, вирусов и др.), которые ухудшают условия их существования или негативно влияют на здоровье человека.

ИСТОЧНИКИ БИОЛОГИЧЕСКОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ

Сточные воды предприятий

Бытовые и промышленные свалки

Кладбища

Канализационная сеть, поля орошения

органические соединения и патогенные микроорганизмы возбудители инфекционных и паразитарных болез-

                                                                                              ней                                                                                                                         

Рисунок 3 – Источники биологического загрязнения

Воздействие электромагнитных полей и излучений. На нынешнем этапе развития научно-технического прогресса человек вносит существенные изменения в естественное магнитное поле, придавая геофизическим факторам новые направления и резко повышая интенсивность своего воздействия. Основные источники этого воздействия электромагнитные поля от линий электропередач (ЛЭП) и электромагнитные поля от радиотелевизионных и радиолокационных станций. Воздействие оружия массового уничтожения Ядерное

Химическое

                                                                                                                                   Бактериологическое           

Ядерное оружие характеризуется большой мощностью и различным поражающим действием, которое определяется воздействиями на окружающую среду ударной волны, светового излучения, проникающей радиации, радиоактивного заражения и электромагнитного импульса.

Ядерный взрыв способен мгновенно уничтожить или вывести из строя незащищенных людей, открыто стоящую технику, сооружения и различные материальные средства. Основными поражающими факторами ядерного взрыва являются: ударная волна, световое излучение, проникающая радиация, радиоактивное заражение местности, электромагнитный импульс.

Химическое оружие – это отравляющие вещества и средства их применения:

ракеты, мины, авиационные бомбы.  _да. Применение химического оружия запрещено Женевским протоколом 1925 го-

В больших количествах химическое оружие применялось во время первой мировой войны и во Вьетнаме. В 1914-1918 гг. боевые отравляющие вещества, в основном иприт, вызвали гибель 10 тыс. человек и 1,2 млн. человек сделали инвалидами. В настоящее время создан принципиально новый класс боевых отравляющих веществ нервнопаралитического действия (зарин, табун, зоман и др.), а также отравляющие вещества психогенного, общеядовитого и удушающего действия. Все они оказывают крайне негативное влияние на природные экосистемы, вызывая массовые поражения людей, гибель большой части популяций любых позвоночных животных, растений.

Бактериологическое (биологическое) оружие - бактериальные средства (бактерии, вирусы и др.), яды (токсины), предназначенные для массового поражения людей. Используются с помощью живых переносчиков заболеваний (грызунов, насекомых и др.), либо в виде боеприпасов, начиненных зараженными порошками или жидкостью.

Бактериологическое оружие способно вызвать массовые инфекционные заболевания людей и животных чумой, холерой, сибирской язвой и другими болезнями, даже попадая в их организм в ничтожно малых количествах. Многие бактерии способны образовывать споры, которые могут сохраняться в почве в течение десятилетий.

Воздействие техногенных экологических катастроф. Техногенная катастрофа - авария технического устройства (атомной электростанции, танкера и т. д.), которая приводит  к неблагоприятным изменениям в окружающей среде, массовой гибели живых организмов и экономическому ущербу. 

Аварии и катастрофы возникают внезапно, имеют локальный характер, в то же время экологические последствиях могут распространяться на весьма значительные расстояния.

Чернобыльской АЭС - самая крупная в истории человечества катастрофа техногенного характера, приведшая к трагическим последствиям, произошла 26 апреля 1986 г. на четвертом энергоблоке АЭС. От острой лучевой болезни погибли 29 человек, эвакуировано более 120 тыс. человек, общее число пострадавших превысило 9 млн. человек. Следы чернобыльского события в генном аппарате человечества, по свидетельству медиков, исчезнут лишь через 40 поколений.

Очень опасны и тяжелы по своим экологическим последствиям крупные аварии и катастрофы на химических объектах. В этих случаях происходит заражение отравляющими веществами всего приземного слоя атмосферы, водных источников, почв и т. д. При высоких концентрациях отравляющих веществ наблюдается массовое поражение людей и животных.

2. Понятие и классификация загрязнений окружающей среды.

Среди перечисленных направлений воздействия на биосферу, «лидирующие» позиции занимает загрязнение окружающей среды.

Загрязнение окружающей среды - это поступление любых твердых, жидких и газообразных веществ или энергии (теплота, звук, ионизирующее излучение) в количествах, оказывающих вредное влияние на человека и окружающую среду.

Естественное загрязнение - загрязнение, вызванное природными источниками. К источникам естественного загрязнения относят:

-             извержения вулканов

-             селевые потоки 

-             торнадо 

-             жизнедеятельность организмов 

Антропогенные источники подразделяются на:

-             Стационарные – объекты, действующие постоянно или временно в границах участка территории

-             Передвижные – транспортные средства

-             Организованные – постоянно действующие стационарные источники (промышленные предприятия, котельные, животноводческие комплексы, населенные пункты и др.)

-             Неорганизованные – разовые выбросы производств (например, аварии, по-

жары, взрывы и пр.)

Антропогенные источники сконцентрированы  в определенных районах.

Пыль, ионизирующее и неионизирующее

Физическое излучение, тепловое и световое загрязнение, шум, вибрация

Различные химические вещества, вызы-

           Загрязнение                   Химическое вающие концерагенное, мутагенное, алергенное и др. воздействия на живые л-

организмы

Вирусы и бактерии, вызывающие ин-

Биологическое фекционные заболевания, а так же аллергические реакции, привнесение в экосистему чуждых ей видов организмов (н-р, ГМО)

Рисунок 5 – Основные типы загрязнений

Загрязнение биосферы становится причиной различных негативных воздействий на окружающую среду.

ВОЗДЕЙСТВИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЙ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Прямое негативное воздействие                  Косвенное негативное воздействие уничтожение лесов, гибель рыбы, живот-           закисление окружающей среды, образование

ных, раздражение глаз и слизистых обо- тропосферного озона и смога, изменение клималочек верхних дыхательных путей та

Рисунок 6 – Воздействие загрязнений на окружающую среду

Контрольные вопросы и задания

1.                   Какие виды антропогенного воздействия на биосферу вы знаете?

2.                   Раскройте суть понятия отходов и принципы их влияния на биосферу.

3.                   Шумовое воздействие и его влияние на биосферу.

4.                   Источники шумового загрязнения и последствия его влияния на человека и окружающую среду.

5.                   Воздействие электромагнитных полей и излучений на биосферу.

6.                   Воздействие оружия массового поражения на биосферу: ядерное оружие.

7.                   Воздействие оружия массового поражения на биосферу: химическое оружие.

8.                   Воздействие оружия массового поражения на биосферу: бактериологическое  оружие.

9.                   Воздействие техногенных катастроф на биосферу.

10.               Понятие загрязнения окружающей среды и его виды.

11.               Сущность и влияние естественного загрязнения на биосферу.

12.               Понятие фонового загрязнения.

13.               Сущность и влияние антропогенного загрязнения на биосферу.

14.               Основные типы загрязнений.

15.               Охарактеризуйте пути воздействия загрязнений на окружающую среду.

16.               Основные показатели состояния биосферы.

17.               Проследите взаимозависимость экологических проблем биосферы и человечества.

18.               В чем выражается положительные моменты влияния человека на биосферу?

19.               Каковы пути выхода из современного экологического кризиса?

Задание для самостоятельного выполнения

1. Используя дополнительные информационные источники, охарактеризуйте понятие современного экологического кризиса. Приведите примеры глобальных экологических кризисов в мире, охарактеризуйте его причины и последствия для биосферы и человека.

ЛЕКЦИЯ № 6. Глобализация и проблемы сбалансированного развития Биосферы

План

1.  Глобальные последствия загрязнения Биосферы: причины и последствия.

2.  Современное состояние Биосферы. Глобальный экологический кризис. 3. Проблема снижения экологической опасности на современном этапе.

1. Глобальные последствия загрязнения биосферы: причины и последствия

Непрерывный технический прогресс, продолжающееся порабощение природы человеком, индустриализация, до неузнаваемости изменившая поверхность Земли, стали причинами глобального экологического кризиса. В настоящее время перед населением планеты особенно остро стоят такие проблемы окружающей среды как загрязнение атмосферы, разрушение озонового слоя, кислотные дожди, парниковый эффект, загрязнение почвы, загрязнение вод мирового океана и перенаселение.

Глобальная экологическая проблема №1: Загрязнение атмосферы

Ежедневно среднестатистический человек вдыхает порядка 20 000 литров воздуха, содержащего, помимо жизненно важного кислорода, целый перечень вредных взвешенных частиц и газов. Загрязнители атмосферы условно делятся на 2 типа: естественные и антропогенные. Последние превалируют.

Причины экологической проблемы

С химической промышленностью дела обстоят не лучшим образом. Заводы выбрасывают такие вредные вещества, как пыль, мазутная зола, различные химические соединения, окислы азота и многое другое. Замеры воздуха показали катастрофическое положение атмосферного слоя, загрязненный воздух становится причиной многих хронических заболеваний.

Загрязнение атмосферы – экологическая проблема, не понаслышке знакомая жителям абсолютно всех уголков земли. Особенно остро еѐ ощущают представители городов, в которых функционируют предприятия чѐрной и цветной металлургии, энергетики, химической, нефтехимической, строительной и целлюлозно-бумажной промышленности. В некоторых городах атмосферу также сильно отравляют автотранспорт и котельные. Всѐ это примеры антропогенного загрязнения воздуха.

Что же касается естественных источников химических элементов, загрязняющих атмосферу, то к ним относятся лесные пожары, извержения вулканов, ветровые эрозии (развеивание почв и частиц горных пород), распространение пыльцы, испарения органических соединений и естественная радиация.

Последствия загрязнения атмосферы

Атмосферное загрязнение воздуха отрицательно сказывается на здоровье человека, способствуя развитию сердечных и лѐгочных заболеваний (в частности, бронхита). Кроме того, такие загрязнители атмосферы как озон, оксиды азота и диоксид серы разрушают естественные экосистемы, уничтожая растения и вызывая смерть живых существ (в частности, речной рыбы).

Решение экологической проблемы

Глобальную экологическую проблему загрязнения атмосферы, по словам учѐных и представителей власти, можно решить следующими путями:

-              ограничение роста численности населения;

-              сокращение объѐмов использования энергии;

-              повышение энергоэффективности;

-              уменьшение отходов;

-              переход на экологически чистые возобновляемые источники энергии;  очистка воздуха на особо загрязнѐнных территориях.

Глобальная экологическая проблема №2: Истощение озонового слоя

Озоновый слой – тонкая полоска стратосферы, защищающая всѐ живое на Земле от губительных ультрафиолетовых лучей Солнца.

Причины экологической проблемы

Ещѐ в 1970-х гг. экологи обнаружили, что озоновый слой разрушается под воздействием хлорфторуглеродов. Эти химические вещества входят в состав охлаждающих жидкостей холодильников и кондиционеров, а также растворителей, аэрозолей/спреев и огнетушителей. В меньшей степени истончению озонового слоя способствуют и другие антропогенные воздействия: запуск космических ракет, полѐты реактивных самолѐтов в высоких слоях атмосферы, испытания ядерного оружия, сокращение лесных угодий планеты. Существует также теория, согласно которой, истончению озонового слоя способствует глобальное потепление. Последствия разрушения озонового слоя

В результате разрушения озонового слоя ультрафиолетовое излучение беспрепятственно проходит через атмосферу и достигает поверхности земли. Воздействие прямых УФ-лучей пагубно сказывается на здоровье людей, ослабляя иммунную систему и вызывая такие заболевания как рак кожи и катаракта.

Мировая экологическая проблема №3: Глобальное потепление

Подобно стеклянным стенам парника, углекислый газ, метан, окись азота и водяной пар позволяют солнцу нагревать нашу планету и одновременно препятствуют выходу в космос отражающегося от поверхности земли инфракрасного излучения. Все эти газы ответственны за поддержание температуры, приемлемой для жизни на земле. Однако повышение концентрации углекислого газа, метана, оксида азота и водяного пара в атмосфере – это очередная мировая экологическая проблема, именуемая глобальным потеплением (или парниковым эффектом).

Причины глобального потепления

В течение XX века средняя температура на земле выросла на 0,5 – 1 ?C. Главной причиной глобального потепления считается повышение концентрации углекислого газа в атмосфере вследствие увеличения объѐмов сжигаемого людьми ископаемого топлива (уголь, нефть и их производные). 

Другими предпосылками глобального потепления являются перенаселение планеты, сокращение площади лесных массивов, истощение озонового слоя и замусоривание. Однако не все экологи возлагают ответственность за повышение среднегодовых температур целиком на антропогенную деятельность. Некоторые считают, что глобальному потеплению способствует и естественное увеличение численности океанического планктона, приводящее к повышению концентрации всѐ того же углекислого газа в атмосфере.

Последствия парникового эффекта

Если температура в течение XXI века увеличится ещѐ на 1 ?C – 3,5 ?C, как прогнозируют учѐные, последствия будут весьма печальными:

-              поднимется уровень мирового океана (вследствие таяния полярных льдов), возрастѐт количество засух и усилится процесс опустынивания земель,

-              исчезнут многие виды растений и животных, приспособленные к существованию в узком диапазоне температур и влажности,  участятся ураганы.

Решение экологической проблемы

Замедлить процесс глобального потепления, по словам экологов, помогут следующие меры:

-              повышение цен на ископаемые виды топлива,

-              замена ископаемого топлива экологически чистым (солнечная энергия, энергия ветра и морских течений),

-              развитие энергосберегающих и безотходных технологий,

-              налогообложение выбросов в окружающую среду,

-              минимизация потерь метана во время его добычи, транспортировки по трубопроводам, распределения в городах и сѐлах и применения на станциях теплоснабжения и электростанциях,

-              внедрение технологий поглощения и связывания углекислого газа,

-              посадка деревьев,

-              уменьшение размеров семей,

-              экологическое просвещение,

-              применение фитомелиорации в сельском хозяйстве.

Глобальная экологическая проблема №4: Кислотные дожди

Кислотные дожди, содержащие продукты сжигания топлива, также представляют опасность для окружающей среды, здоровья человека и даже для целостности памятников архитектуры.

Последствия кислотных дождей

Содержащиеся в загрязнѐнных осадках и тумане растворы серной и азотной кислот, соединения алюминия и кобальта загрязняют почву и водоѐмы, пагубно воздействуют на растительность, вызывая суховершинность лиственных деревьев и угнетая хвойные. Из-за кислотных дождей падает урожайность сельскохозяйственных культур, люди пьют обогащѐнную токсичными металлами (ртутью, кадмием, свинцом) воду, мраморные памятники архитектуры превращаются в гипс и размываются.

Решение экологической проблемы

Во имя спасения природы и архитектуры от кислотных дождей, необходимо минимизировать выбросы окислов серы и азота в атмосферу.

Глобальная экологическая проблема №5: Загрязнение почвы каты), бытовой мусор и атмосферные выпадения вредных веществ.

Главную роль в загрязнении почвы играют такие компоненты техногенных отходов как тяжѐлые металлы (свинец, ртуть, кадмий, мышьяк, таллий, висмут, олово, ванадий, сурьма), пестициды и нефтепродукты. Из почвы они проникают в растения и воду, даже родниковую. По цепочке токсичные металлы попадают в организм человека и не всегда быстро и полностью из него выводятся.  Ежегодно люди загрязняют окружаю- Часть из них имеет свойство накаплищую среду 85 млрд. тоннами отходов. ваться в течение долгих лет, провоцируя Среди них твѐрдые и жидкие отходы развитие тяжѐлых заболеваний. промышленных предприятий и транспорта, с/х отходы (в том числе ядохими-

Глобальная экологическая проблема №6: Загрязнение воды

Загрязнение мирового океана, подземных и поверхностных вод суши – глобальная экологическая проблема, ответственность за которую целиком и полностью лежит на человеке.

Причины экологической проблемы

Главными загрязнителями гидросферы на сегодняшний день являются нефть и нефтепродукты. В воды мирового океана эти вещества проникают в результате крушения танкеров и регулярных сбросов сточных вод промышленными предприятиями.

Помимо антропогенных нефтепродуктов, индустриальные и бытовые объекты загрязняют гидросферу тяжѐлыми металлами и сложными органическими соединениями. Лидерами по отравлению вод мирового океана минеральными веществами и биогенными элементами признаются сельское хозяйство и пищевая промышленность.

Не обходит стороной гидросферу и такая глобальная экологическая проблема как радиоактивное загрязнение. Предпосылкой еѐ формирования послужило захоронение в водах мирового океана радиоактивных отходов. Многие державы, обладающие развитой атомной промышленностью и атомным флотом, с 49 по 70-й годы XX века целенаправленно складировали в моря и океаны вредные радиоактивные вещества. В местах захоронения радиоактивных контейнеров нередко и сегодня зашкаливает уровень цезия. Но «подводные полигоны» не единственный радиоактивный источник загрязнения гидросферы. Воды морей и океанов обогащаются радиацией и в результате подводных и надводных ядерных взрывов.

Последствия радиоактивного загрязнения воды

Нефтяное загрязнение гидросферы приводит к разрушению естественной среды обитания сотен представителей океанической флоры и фауны, гибели планктона, морских птиц и млекопитающих. Для здоровья человека отравление вод мирового океана также представляет серьѐзную опасность: «заражѐнная» радиацией рыба и прочие морепродукты могут запросто попасть к нему на стол.

2. Современное состояние Биосферы. Глобальный экологический кризис

Основные пути воздействия людей на природу заключаются в расходовании естественных богатств в виде минерального сырья, почв, водных ресурсов, загрязнении среды, истреблении видов, разрушении биогеоценозов. Произведенные человеком изменения окружающей среды значительны и грозят стать непоправимыми.

Положение, в котором сейчас находится биосфера, называют глобальным антропогенным экологическим кризисом, который усугубляется экологическими катастрофами как природного, так и антропогенного характера.

ПОКАЗАТЕЛИ СОСТОЯНИЯ БИОСФЕРЫ

Масса СО₂ в ат- Биоразнооб- Энергозатраты Численность мосфере Земли разие человечества населения

Рисунок 7 – Показатели состояния биосферы

Первые кризисы (не только недостаток пищи) заставили наших предков искать пути сохранения численности своей популяции. Постепенно человек стал на путь прогресса (а как же иначе?). Началась эпоха великого противостояния человека и природы.

Человек все больше и больше отдалялся от естественного природного цикла, в основе которого лежит замещенность природных частей и безотходность природных процессов.

Со временем противостояние оказалось настолько серьезным, что возврат к естественной природной среде для человека стал уже невозможен.

Во второй половине XX в. человечество оказалось перед лицом экологическо-

го кризиса.

Теоретик современной экологии Н.Ф. Реймерс определил экологический кризис как напряженное состояние взаимоотношений между человечеством и природой, характеризующееся несоответствием развития производительных сил и производственных отношений в человеческом обществе ресурсно-экологическим возможностям биосферы. Одна из характеристик экологического кризиса - увеличение влияния измененной людьми природы на общественное развитие. В отличие от катастрофы кризис - обратимое состояние, в котором человек выступает активно действующей стороной.

Другими словами, экологический кризис - нарушение равновесия между природными условиями и воздействием человека на окружающую природную среду.

Современный экологический кризис – результат нарушения системного равновесия между человеческим обществом и Природой. Отметим его характерные признаки.

-              «Парниковый эффект» - процесс нарушения теплового баланса в биосфере (за век средняя температура возросла на 0,9оС; уровень Мирового океана повысился на 15 см; ледники в горах уменьшились на 50-70 %, а средняя толщина льда в Северном ледовитом океане - на 1,2 м; тают ледники Антарктиды).

-              Разрушение озонового слоя Земли (максимальное снижение концентрации озона над Антарктидой - в 3 раза).

-              Активизация планетарных геологических сил (число естественных катастроф в мире возросло от 17 в год в 80-х до 30 - в 90-х годах; с 1960 по 2000 г. количество землетрясений в США возросло более чем в 10 раз; ущерб от климатических катастроф возрос за 30 лет более, чем в 3 раза и составил примерно 100 млрд.$ в год).

-              Изменение ландшафтов (на планете осталось только около 28 % площади, не затронутой хозяйственной деятельностью; за 40 лет Африка потеряла 23 % леса, а Латинская Америка - 38 %; опустынивание, обезвоживание рек и морей; отравление и эррозия почвы).

-              Загрязнение Мирового океана (ежегодно попадает 12 - 15 млн. т нефти в год, что приводит к суммарному загрязнению 150 млн. км² из общей площади океана 361 млн. км²).

-              Ускоряющееся исчезновение видов животных и растений (с 1970 по 2002 г. число видов живых организмов Мирового океана уменьшилось на 1/3, а в пресных водоѐмах - на 55%; под угрозой уничтожения находится более 3/4 всех видов птиц и 1/4 млекопитающих).

Таким образом, в биосфере происходят существенные изменения стационарного состояния, нарушаются экосистемные связи. Анализ причин кризиса показывает, что они носят закономерный характер и не устранимы. Выделим 3 группы причин кризиса: научно-технические (1), биолого-психологические (2) и социальнополитические (3).

1.                  Ресурсный кризис. Недостаток продовольствия (в странах Африки ежегодно умирает от голода примерно 3,6 млн. детей); нехватка питьевой воды (по данным ООН в 2002 г. страдало 2,5 млрд. чел.); истощение минеральных ресурсов (за век их добыто в 10 раз больше, чем за всю историю; ощущается нехватка платины, золота, цинка, свинца, а большинства ресурсов хватит на 50-150 лет; нефти в России осталось на 19- 35 лет).

2.                  Перепроизводство промышленных отходов. При добыче более 100 млрд. т ископаемых в год, в конечную продукцию перерабатывается примерно 5-10 %; отходов органического происхождения человечество производит в 2000 раз интенсивнее всей остальной биосферы [2]. Биосфера отравлена антропогенными отходами.

3.                  Энерго-экологический кризис. Общее производство тепловой энергии (без транспорта, промышленности и т.д.) составляет 24 - 37 ТВт в год, а в процессе дыхания растений высвобождается и рассеивается 155 ТВт (биомасса планеты составляет 1,36*1015 кг, 1 кг биомассы растений в процессе дыхания выделяет 3.6 МДж/кг.год) [1]. В соответствии с законами экологии превышение биологическими системами порога примерно 10 % изъятия продукта из системы верхнего уровня или выброса в неѐ такого же количества отходов выводит еѐ за границы возможности стабилизации и она разрушается. Человечество производит более 20 % энергии от всей биосферы, что привело к изменению процессов в ней. Не парниковые газы, а перепроизводство энергии - причина кризиса.

4.                  Рост народонаселения. Абсолютный прирост населения на Земле во второй половине прошлого века превышал 1 % в год и численность достигла 6,2 млрд. Биологическая численность человеческого вида превышена примерно в 12000 раз, а социальная (обеспеченность жизненными ресурсами) - в 6. Действует экологическое правило: «на всех не хватит».

5.                  Неограниченный рост потребностей. Неограниченность запросов человека - особенность, отличающая его от других живых существ. Непрерывный рост психологических, биологически не обусловленных потребностей диктовал необходимость беспредельного развития промышленности, энергетики, привѐл к исчерпанию ресурсов.

6.                  Технократический образ мышления. Человек убеждѐн в своѐм праве господина над Природой и в возможности решения социальных, экологических и экономических проблем за счѐт разработки новых технологий.

7.                  Социальный фактор. Требования к окружающей среде, предъявляемые человеческими сообществами, государствами многократно выше, чем индивидуальные (затраты на оборону, космос, грандиозные стройки).

8.                  Масштабный фактор. Технические возможности сделали людей «новой геологической силой», а неразумные действия разрушают экосистемы.

9.                  Международная политика внесла определяющий вклад в темпы развития экологического кризиса. «Горячие» и «холодные» войны потребляли громадное количество ресурсов (ущерб от Второй мировой войны - 4 трлн.$, истрачен примерно 1 % ресурсов Земли), разрушали и уничтожали живое и неживое, а современная международная экополитика отсутствует как действующая сила. Экологические проблемы биосферы и человечества тесно связаны.

Биотические компо-           Деятельность      Абиотические компоненненты биосферы               человека               ты биосферы

Снижение биоразно-             Истощение сырьевых и        Проблема образия на уровне ви-     энергетических ресурсов     поиска новых дов Прирост населе-                              источников

                                                                                            ния                    Изменение круговорота уг-                      энергии

лерода

                            Изменение естествен-                                                  

                           ных экосистем                                                                  Изменение климата (парни-                  Ухудшение

Проблема

голода               ковый эффект)       здоровья лю           дей

Загрязнение окружающей

Изменение круговорота веществ и энергии в биосфере

Снижение устойчивости биосферы

Глобальный экологический кризис Угроза глобальной экологической катастрофы

Рисунок 8 – Взаимосвязь проблем биосферы и человеческой деятельности

Положительное влияние человека на биосферу выражается в выведении новых пород домашних животных и сортов сельскохозяйственных растений, создании культурных биоценозов, развитии биотехнологии, прудового рыбного хозяйства, интродукции полезных видов в новых условиях.

В то же время, преобразующая деятельность людей неизбежна, так как с ней связано благосостояние населения. Единственный выход в создавшейся ситуации – научно обоснованное рациональное природопользование. Это предполагает: 

-             разработку совершенного экологического законодательства и создание эффективных механизмов его реализации;

-             локальный (местный) и глобальный экологический мониторинг, т.е. измерение и контроль состояния важнейших характеристик окружающей среды, концентрации вредных веществ в атмосфере, воде, почве; восстановление и охрану лесов от пожаров, вредителей и болезней; расширение и увеличение числа заповедных зон, уникальных природных комплексов; 

-             охрану и разведение редких видов растений и животных; широкое просвещение и экологическое образование населения; 

-             международное сотрудничество в деле охраны среды.

3. Проблема снижения экологической опасности на современном этапе

Человечество из поколения в поколение преодолевает самые различные препятствия в ходе своего развития и продвижения вперед. Социальный прогресс достаточно противоречив и включает как конструктивные, так и, к сожалению, разрушительные тенденции в своем развитии. В 20 веке обострились многие проблемы взаимоотношения внутри системы «человек – общество – природа». Причем эти проблемы настолько распространились и обострились, что стали затрагивать интересы человечества в целом – угрожать самому существованию цивилизации и даже самой жизни на нашей планете. Так экологическая опасность стала экологической угрозой, угроза термоядерной войны стала угрозой для жизни на Земле. Безусловно, решение проблем взаимодействия природы и общества требует участия всего человечества. Поэтому принятый научной общественностью термин «глобальные проблемы современности» характеризует огромные (общепланетарные) масштабы проблемного поля жизненно важных проблем человечества (политических, социальных, экономических, экологических, демографических, научно-технических), обобщает перспективы и важнейшие направления развития общества и его будущего. 

Ученые вычленили следующие три основные группы глобальных проблем современности: 

1)                 всеобщие и наиболее угрожаемые – предотвращение угроз мировой термоядерной войны и создание безъядерного ненасильственного мира на основе консенсуса жизненных интересов всех народов, обеспечение безопасности людей, устранение во всем мире экономической отсталости отдельных стран, ликвидация голода, нищеты и неграмотности многих людей; достижение взаимного доверия и общечеловеческой солидарности; 

2)                 проблемы взаимодействия общества и природы – экологические (предотвращение загрязнения окружающей среды, охрана и сохранение ее качества), энергетические и сырьевые (рациональное использование наличных природных ископаемых и поиски новых энергетических возобновимых и невозобновимых ресурсов, источников энергии и сырья); продовольственные (борьба с голодом, обеспечение человечества продовольствием); научно-технические (освоение океана и космического пространства, новые технологии, Интернет) и др.; 

3)                 проблемы отношения человека и обществ – демографические (ограничение стреми- тельного роста населения в развивающихся странах в результате «демографического взрыва», резкое постарение населения в экономически развитых странах из-за падения в них рождаемости), экология человека (борьба с распространением алкоголизма, наркомании, СПИДа, ведущих к биологической деградации человека; совершенствование здравоохранения и образования) и др. 

Кроме того, добавились: международный терроризм, проблемы образования и социального обеспечения, культурного наследия и нравственных ценностей и т.д. 

В настоящее время экологическая опасность привела к невиданному ранее общепланетарному экологическому кризису, превращающемуся буквально на глазах нынешнего поколения в общий кризис цивилизации, пагубно изменяющий все сферы жизни: экономическую, духовную, социальную. Осознание такого положения вызывает кризис в сознании достаточно образованных людей, а ученые обеспокоены выработкой новых теорий и концепций решения экологических проблем и выхода из экологического кризиса. Вопрос, как понять и найти реальные пути преодоления этого кризиса, сегодня становится чрезвычайно актуальным

1. Экологическая опасность в системе глобальных проблем современности. 

Экологическая опасность является одним из показателей чрезвычайно напряженной ситуации и угрозы для нормального и стабильного экзистенциального бытия человечества и окружающей его среды обитания. В «Словаре терминов МЧС» дается следующее определение экологической опасности – это «угроза нарушения природных условий, происходящих вследствие деятельности человека или в результате стихийных бедствий, которые могут привести к ухудшению здоровья людей, снизить потенциальные возможности активной производственной деятельности, ухудшить условия для культурного развития общества и духовной жизни человека». 

К глобальным последствиям экологической опасности относятся также: утоньшение озонового слоя, сокращение биоразнообразия и другие угрозы экосистемам и человеку. К началу 21 века экологические проблемы достигли необычайной остроты. 

Обобщая причины порождения глобальных проблем современности, в том числе экологической опасности, в ходе предшествующего общественного развития, отметим, что они возникли в целом именно вследствие всепроникающей неравномерности развития всей мировой цивилизации во всех ее сферах: 

-              толчком стал научно-технический прогресс с его противоречиями, когда технологическое могущество человечества неизмеримо превзошло достигнутый им уровень общественной организации; 

-              в политической сфере мышление явно отстало от политической действительности, выразившись в неумении политических лидеров решать острые политические коллизии и противостояния социальных систем; 

-              в духовной сфере – побудительные мотивы деятельности и их нравственные ценности преобладающей массы людей весьма далеки от социальных, экологических и демографических императивов эпохи.

Сложность рассматриваемых проблем, касающихся современного мирового развития в целом, состоит не столько в их многоаспектности, сколько в глубокой переплетенности, неразрывной взаимосвязанности и взаимообусловленности этих аспектов, делающих практически невозможным их изолированное решение. 

Так, в комплексе экологических проблем в один тугой узел завязаны природные, общественные, технологические и культурные факторы: обеспечение дальнейшего экономического развития человечества природными ресурсами заведомо предполагает предотвращение нарастающего загрязнения окружающей среды. 

2. Экологический кризис как крайняя форма экологической опасности. 

Экологические противоречия между человеком и природой усложнены до экологических кризисов как тяжелого переходного состояния экологических систем и биосферы в целом, наличия значительных структурных изменений окружающей среды. По своему происхождению традиционно выделяются экологические кризисы естественного и антропогенного происхождения, типология которых позволяет вычленить причины и факторы экологических кризисов как таковых. Экологические кризисы естественного происхождения органически присущи эволюционному процессу, составляя его неотъемлемую особенность. 

В биологическом плане экологический кризис – это «разрушение экологических систем, вымирание живых организмов – растений и животных, снижение производительности природы, а также усиление страданий и даже гибель людей. Непосредственной причиной этих процессов является загрязнение окружающей среды». Они весьма многообразны и вызываются различными факторами – абиотическими и биотическими.

Наиболее распространенными на сегодня и часто не предсказуемыми являются экологические кризисы и загрязнения окружающей среды антропогенного характера, которые во многом вызваны антропогенными факторами, т.е. различного рода факторами, вызванными и обусловленными человеческой деятельностью. Часто научно-технической причиной экологических кризисов становятся технологии, которые необходимы при современной интенсивности производства, но они – экологически ущербные: в погоне за прибылью в ходе повседневной жизни и деятельности проматываются сбережения природы, возобновимые и невозобновимые ресурсы, очень ограниченные по объему. То есть истоки экологического кризиса коренятся в несоответствии законов социально-технического развития законам эволюции биосферы. 

В целом в экологическом кризисе отражается социальная причина – антагонизм отношений общества (прежде всего и первоначально – капиталистического) к природе. Для определенных хозяйствующих субъектов вопросы бережного отношения к природе и ее ресурсам не существуют вследствие доминирования в их сознании и деятельности узкоутилитарного, меркантильно- деляческого подхода. Но производственные технологии применяют люди. А так как производство – это коллективный труд, то экологические отношения приобретают характер социальноэкологических. 

В социально-экологической, как и в любой, деятельности ведущую роль играет сознание людей. Отсюда экологический кризис как результат сознательной агрессивной по отношении к окружающей среде деятельности – это кризис не только и не столько взаимодействия людей с природой. Он дополняется духовным кризисом – кризисом формирования их экологического сознания, взаимодействия друг с другом. В настоящее время все большее число исследователей склоняется к выводу, что экологический кризис является по существу философско-идеологическим, мировоззренческим кризисом. 

Как отмечают участники конференции «Философия экологического образования», «глобальный экологический кризис наших дней - это не результат какой-то единичной ошибки, неправильно выбранной стратегии технического или социального развития. Это отражение глубинного кризиса культуры, охватывающего весь комплекс взаимодействий людей друг с другом, с обществом и природой». 

В настоящее время налицо невиданный ранее общепланетарный экологический кризис, превращающийся буквально на глазах нынешнего поколения в общий кризис цивилизации. 

3. Пути снижения экологической опасности.

Вопрос, как понять и найти реальные пути снижения экологической опасности и преодоления экологического кризиса, сегодня становится чрезвычайно актуальным. На сегодняшний день мы имеем две тенденции в современном обществе 

а) взаимозависимости и открытости, 

б) конфронтации и закрытости, осознать и интерпретировать которые обязана

современная наука. 

В экономико-экологическом плане рассматриваются возможные пути снижения экологической опасности – путь нового типа экономического развития в рамках концепции устойчивости с использованием потенциала научно-технической революции, но без ее отрицательных последствий. 

Философия глобальных проблем может определить мировоззренческие и методологические подходы к эффективному разрешению глобальных проблем и дать гуманистическую оценку этим действиям. 

Решение экологической проблемы надо начинать с решения проблемы «общего» сознания, деятельности, культуры в обществе, формирования ответственности за судьбу Земли. Есть общая объективная стратегическая линия: «Чтобы выжить, чтобы возродить красоту и щедрость Земли, народы... всех стран мира должны взять в свои руки власть, чтобы самим распоряжаться своими собственными жизнями и добиться того, чтобы бесценные ресурсы Земли не эксплуатировались более ради недальновидных, преходящих целей частной прибыли, но использовались в гармонии с природой, для блага всех людей, всех времен». В этих условиях возникает необхдимость новой ориентации общества на согласованные и планомерные экозащитные действия. Поэтому решающее значение приобретает проблема формирования единого экологического планетарного сознания. 

Главной стратегической глобальной моделью преодоления экологического кризиса, конечно, является коэволюционный путь развития. 

 Термин коэволюции, т.е. гармонического развития природы и общества, обеспечива ющего стабильное развитие окружающей человека среды, в настоящее время широкое распространение нашел в современной философской литературе. Анализу этой пробл   емы посвящены многие научные статьи и отдельные монографические исследования.

             Значительный вклад в разрабо тку этой проблемы внес академик Н.Н. Моисеев.

 Понятие коэволюции впервые было употреблено биологами для описания ситуации совместного развития, например, бабочки и цветка, т.е. по сути, оно выражало идею  взаимного приспособления биологических видов. Н.Н. М          оисеев под коэволюцией понимает соразвитие (т.е. совместное развитие) элементов одной системы, сохраняющей  свою ц елостность и естественный (эволюционный) канал развития.

Применительно к природе и обществу коэволюция предлагает такое их развитие, которое не  разрушает стабильности окружающей среды (биосферы) и создает необходимые условия развития общества, в рамках определенной системы экологических запр      етов и имп еративов. В свою очередь, деятельность общества должна быть максимально приближена (адаптирована к естественным процессам, происходящим в биосфере. Чел      овеку следует считаться с законами разв ития природы, иначе она же отомстит за каждую допущенную по отношению к ней ошибку.     

Коэволюционное развитие природы и общества являются необходимым условием усто йчивого развития как самой природы, так и социальной среды.

 Принцип коэволюции, т.е. соответствия во взаимодействии природы и общества, выст упает в качестве необходимого условия выживания человечества, сохранения его как с оставной части биосферы.

 Сегодня единственный путь сохранения человека в составе биосферы - это путь коэволюции, т.е. такого изменения образа жизни людей, который согласовал бы их п   отребности с возможностями сохранения биосферы в канале эволюции, порадившем фе-

номен человека.

 Эту проблему нельзя решить чисто техническими средствами. Необходимо качественно изменить природу общества, необходима новая цивилизация с иным мир        опредставлен ием, для которой совокупность экологических императивов (запретов) будет столь же о рганически присуща, как и стремление к сохранению жизни человека.   

В глобальных, планетарных масштабах отдельная экологическая проблема не может быть решена без предварительного преодоления стихийности в развитии земной цивилиз ции. В этих условиях возникает необходимость новой ориентации общества на согласованные и планомерные экозащитные действия по снижению экологической опасности. От решения этих проблем зависит дальнейший социальный прогресс человечества, а сами глобальные проблемы могут быть разрешены лишь благодаря прогрессу при всемирном участии и концентрации усилий представителей различных сфер общества. Кроме того, в процессе коэволюции Человека и Природы ведущая роль принадлежит конкретному человеку. Для того чтобы выйти на новую стадию зрелости, которая достойна называться ноогенезом, в эволюции живой природы должен участвовать человек. Участие же человека в становлении ноосферогенеза потребует формирования нового уровня сознания – общего планетарного экологического сознания, носителем которого станет человечество как всеобщий познающий и деятельностный субъект. Цивилизация должна стать другой, и измениться должен духовный мир человека. Поэтому решение проблем приходится искать в самом человеке, в изменении его индивидуальности, которому будет способствовать формирование экологической культуры.

Контрольные вопросы и задания

1.                   Укажите глобальные экологические проблемы современности.

2.                   Охарактеризуйте причины и последствий экологических проблем, связанных с загрязнением атмосферы.

3.                   Что представляет собой экологический кризис?

4.                   Каковы особенности современного экологического кризиса?

5.                   Охарактеризуйте основные группы причин экологического кризиса.

6.                   Охарактеризуйте ресурсный кризис.

7.                   Охарактеризуйте кризис перепроизводства промышленных отходов.

8.                   Охарактеризуйте энерго-экологический кризис.

9.                   Охарактеризуйте кризис роста народонаселения.

10.               Охарактеризуйте кризис неограниченного роста потребностей.

11.               Охарактеризуйте кризис, связанный с технократическим образом мышления.

12.               Охарактеризуйте кризис, связанный с социальными факторами.

13.               Охарактеризуйте кризис, связанный с масштабными факторами.

14.               Охарактеризуйте кризис, связанный с развитием международной политики.

15.               Дайте анализ взаимосвязи проблем биосферы и человеческой деятельности.

16.               Охарактеризуйте экологическую опасность в системе глобальным проблем современности.

17.               Дайте определение экологической опасности.

18.               Проанализируйте экологический кризис как крайнюю форму экологической опасности.

19.               Назовите пути снижения экологических опасностей в современном мире.

20.               Дайте определение коэволюции.

ЛЕКЦИЯ № 7. Пути загрязнения и методы защиты атмосферы

План

1.  Состав и строение атмосферы Земли.

2.  Источники и последствия загрязнения атмосферы. 3. Технологии и методы защиты атмосферного воздуха.

1. Состав и строение атмосферы Земли

История возникновения и развития атмосферы довольно сложная и продолжительная, она насчитывает около 3 млрд. лет. За этот период состав и свойства атмосферы неоднократно изменялись, но на протяжении последних 50 млн. лет, как считают ученые, они стабилизировались.

Атмосфера (от. др.- греч. аτμός - пар и συαρα - шар) -воздушная оболочка, окружающая Землю и вращающаяся вместе с ней вокруг оси.

Верхняя – на высоте около

3000км

Границы атмосферы

Нижняя – поверхность земли или

моря

Рисунок 1 - Границы атмосферы

Земля достаточно массивна и удерживает возле себя атмосферу. Удерживание происходит за счет силы притяжения нашей планеты и поэтому атмосфера не рассеивается в космосе. Атмосфера участвует во вращении Земли. Воздух концентрируется у земной поверхности, по мере поднятия вверх температура, давление и плотность уменьшаются.

Атмосфера имеет слоистую структуру. От поверхности Земли вверх эти слои: 

1.           тропосфера; 

2.           стратосфера; 

3.           мезосфера; 

4.           термосфера;  5.       экзосфера.

Таблица 1 Структура атмосферы

Верхняя

     Слои атмосферы        граница,        Особенности        Наличие влаги об-            Особенности тем-

                                                               км                  воздуха                       лаков                          пературы

Тропосфера                                                                          Содержится почти

(«фабрика или кухня           8-20 км        Содержит 4/5          вся влага и много об-    Температура изменя-⁰

погоды)                                                  всего воздуха         лаков                                  ется с высотой на 6 С

Очень мало влаги, Содержит раз-

Стратосфера 50-55 км ряженный воз- почти нет облаков С высотой повышае⁰ тдух (редко появляются ся, достигая 0 С

серебристые)

Температура понижа-

Верхние слои атмо-           примерно      Воздуха почти

сферы                                 1000 км        нет                          Влаги и облаков нет      ется с выс⁰ отой до    -

270 С

Основные составляющие атмосферы Земли – азот и кислород. Остальные газы:

углекислый газ, водяной пар, инертные газы, озон составляют около 1%.

                                 Постоянные составляющие                                     N₂, O₂, Ar, He, Ne, Kr, Xe, Rn

                                  Переменные составляющие                                      пары воды и CO2

                                   Случайные составляющие                             CO, NО_x, O₃, C_nH_m, NH₃, SO₂ 

Рисунок 2 – Химический состав атмосферы

Состав воздуха поддерживается за счет постоянно идущих процессов: использования газов живыми организмами и выделения их в атмосферу.

Значение атмосферы трудно переоценить. Она выполняет целый ряд важных функций:

-             воздух нужен для дыхания почти всем земным организмам. Человек без воздуха может прожить несколько минут.

-             озон, содержащийся в воздухе, предохраняет живые организмы от вредного для них ультрафиолета. 

-             в воздухе сгорает большинство метеорных тел. 

-             атмосфера предохраняет Землю от сильного нагревания днем и охлаждения ночью. 

-             участвует в мировом круговороте воды. 

-             без атмосферы жизнь на Земле была бы невозможной.

-             образуются облака и осадки.   слышно звуки.

2. Источники и последствия загрязнения атмосферы.

Результаты экологических исследований свидетельствуют о том, что загрязнение приземной атмосферы - самый мощный, постоянно действующий фактор воздействия на человека, пищевую цепь и окружающую среду. 

Загрязнение атмосферы – изменение состава атмосферы в результате наличия в ней загрязняющих веществ.

Загрязняющие вещества – это вещества, которые оказывают отрицательное воздействие на окружающую среду после химических изменений в атмосфере или в сочетании с другими веществами. Загрязняющие вещества бывают первичными и вторичными.

Первичные загрязнители – вещества, поступающие в атмосферу непосредственно из источников. Вторичные загрязнители – вещества, образующиеся в атмосфере в результате химических реакций.

Источники загрязнения атмосферы могут носить природный и антропогенный характер.

 

Таблица 2

Вещества-загрязнители атмосферы и источники их  возникновения

Загрязняющие вещества (поллютанты)	Основные антропогенные источники
Твердые частицы (пыль)	Сжигание топлива, металлургическая промышленность, промышленность стройматериалов (производство цемента и др.)
Аэрозоли	Сжигание топлива, металлургическая промышленность, промышленность стройматериалов (производство цемента и др.), химическая промышленность
Диоксид углеро-	Сжигание топлива, производство цемента

да СО₂  Монооксид уг-

лерода СО                Сжигание топлива (неполное сгорание)

Диоксид серы             Сжигание топлива, металлургическая промышленность, переработка нефти и

SO₂                             природного газа, производство серной кислоты

Сжигание топлива, высокотемпературные процессы, производство азотной

Оксиды азота

NO_x  кислоты и азотных удобр ений, процессы нитрования, производство взрывчатых веществ

Летучие углево-      Неполное сгорание топлива, добыча и переработка нефти и природного газа, дороды С_nH_m           выращивание риса, животноводство

Озон О₃                   Перенос из стратосферы, фотохимические реакции в атмосфере в прису тствии углеводородов, монооксида углерода и оксидов азота

Среди основных глобальных последствия загрязнения атмосферы можно выделить следующие:

1.Разрушение озонового слоя Земли 

2.Кислотные осадки 

3.Глобальное потепление 

4.Смог

1. Разрушение озонового слоя Земли 

Антропогенные газы (такие как хлор-фтор-углероды, закись азота и др. хлор- и бромсодержащие газы), попадая в верхние слои атмосферы, расщепляются под действием солнечных лучей, после чего атомы хлора и брома действуют в качестве катализатора в процессе разрушения озона, что приводит к истончению озонового слоя, крайним проявлением которого является появление «озоновых дыр» (понижение содержания озона на 40 %).

Озоновая дыра – локальное падение концентрации озона в озоновом слое Земли.

Среди причин образования озоновых дыр можно назвать: 

-             влияние частиц, выбрасываемых при атомных взрывах; 

-             полеты ракет и высотных самолетов; 

-             реакции с озоном некоторых веществ, производимых химическими заводами (особенно фреоны). 

Фреоны - галогеноалканы, фторсодержащие производные насыщенных углеводородов, используемые как хладагенты в холодильных машинах (например, в кондиционерах).

Хладагенты (холодильники, кондиционеры)

Пропелленты (аэрозольные упаковки)

Вспениватели (пенобетоны, пористые пластмассы, огнегасящие составы)

Растворители (электронная промышленность, обезжиривание деталей, очистка компьютерных микросхем)

Рисунок 5 – Озоноразрушающие вещества

 

Рисунок 7 – Экологические последствия кислотных дождей

Для разрешения проблемы кислотных дождей необходимо уменьшить выбросы двуокиси серы и окиси азота в атмосферу. 

Международными соглашениями установлены критические нормы выбросов диоксида серы и оксидов азота, ниже которых их воздействие на наиболее чувствительные компоненты экосистем не обнаруживается, а также ряд рекомендаций по осуществлению снижения этих выбросов.

Основными на сегодняшний день методами снижения загрязнения атмосферы, в том числе кислотообразующими выбросами, являются разработка и внедрение различных очистных сооружений и правовая защита атмосферы:

-             установка фильтров для очистки газообразных продуктов;

-             применение альтернативных источников энергии; 

-             на угольных электростанциях необходимо использование низкосернистого угля или его очистка от серы.

Ведутся исследования по снижению загрязнений от выхлопных газов автомобилей. Для решения этой проблемы проводятся работы по созданию различных каталитических конвертеров, преобразующих оксиды азота в молекулярный азот.

3. Глобальное потепление (парниковый эффект)

Парниковый эффект - вопрос не новый. Еще в 1827 году французский ученый Жозеф Фурье дал его теоретическое обоснование: атмосфера пропускает коротковолновое солнечное излучение, но задерживает отраженную Землей длинноволновую тепловую энергию. В конце XIX век шведский ученый Аррениус пришел к выводу, что из-за сжигания угля изменяется концентрация СО₂ в атмосфере - и это должно привести к потеплению климата. 

Глобальное потепление – процесс постепенного увеличения среднегодовой температуры атмосферы Земли и Мирового океана.

Пример. Бытовым примером парникового эффекта может послужить нагревание воздуха внутри автомобиля, когда он стоит на солнце с закрытыми окнами. Причина здесь в том, что солнечный свет проникает через окна и поглощается сидениями и другими предметами в салоне. При этом световая энергия переходит в тепловую. В отличие от света тепло не проникает сквозь стѐкла наружу, то есть улавливается внутри автомобиля. За счѐт этого повышается температура. То же самое происходит и в парниках, откуда и пошло само название этого эффекта – парниковый эффект (или оранжерейный эффект).

Парниковый эффект – удержание значительной части тепловой энергии Солнца у земной поверхности.

Рисунок 8 – Схема образования парникового эффекта

Среди причин возникновения парникового эффекта можно назвать:

-             извержения вулканов; 

-             поведение Мирового океана (тайфуны, ураганы и т.д.); 

-             солнечную активность;  магнитное поле Земли;   деятельность человека. 

Парниковые газы – газы, задерживающие длинноволновое ИК излучение Земли. К ним относят водяной пар (Н₂О), диоксид углерода (СО₂), метан (СН₄), оксид диазота (N₂O), тропосферный озон (O₃), фреоны. Последствия усиления парникового эффекта: 

-             повышение средней глобальной температуры (на 2,0 – 4,5 ⁰С);

-             таяние полярных льдов;

-             подъем уровня океана (на 28-43 см) и затопление обширных густозаселенных зон;

-             изменение режима осадков – увеличение их количества в одних районах и уменьшение в других;

-             смещение климатических поясов;

-             виды флоры и фауны не будут успевать адаптироваться к быстроменяющимся климатическим условиям;

-             изменение привычного климата на климат более неустойчивый, что нанесет вред сельскому хозяйству многих стран мира и неблагоприятно скажется на здоровье населения этих стран.

Пути сокращения темпов парникового эффекта 

1.                  Развитие альтернативной энергетики 

2.                  Предотвращение вырубки лесов, увеличение лесных массивов 

3.                  Установка на промышленных предприятиях дополнительных фильтров для минимизации выброса в атмосферу вредных газов 

4.                  Энергосбережение 

5.                  Заключение международных соглашений об охране окружающей среды 

Все эти действия способствуют решению и других природоохранительных задач. Энергосбережение и развитие альтернативных способов производства энергии ведут к сужению загрязнения. Посадка деревьев и уход за ними – метод охраны почв и земельных ресурсов, а так же поддержания видового разнообразия животных. Всѐ это необходимо, если мы стремимся к устойчивости биосферы и замедлению глобального потепления.

Полностью остановить потепление и возникновение парникового эффекта невозможно. Предельно минимизировать этот процесс – вещь вполне реальная. Большинство стран подписали соглашения о сокращении выбросов. Необходима реорганизация в сфере энергетики, промышленности и транспорта.

4. Смог

Фотохимический смог – сухой туман, содержащий большое количество вредных веществ, выделяемых промышленными предприятиями, автотранспортом и лесными пожарами.

Фотохимический смог возникает в результате фотохимических реакций при определенных условиях: 

-             наличии в атмосфере высокой концентрации оксидов азота, углеводородов и других загрязнителей; 

-             интенсивной солнечной радиации; 

-             безветрия или очень слабого обмена воздуха в приземном слое при мощной и, в течение не менее суток, повышенной инверсии. 

Пути решение экологических проблем, связанных с образованием смога:

-             контроль за выбросами в атмосферу различных загрязняющих веществ; 

-             сокращение количества единиц транспорта; 

-             выведение предприятий за пределы города; 

-             увеличение высоты труб;     установка фильтров на предприятиях.

3. Технологии и методы защиты атмосферного воздуха

Законодательным актом в области охраны атмосферы в Донецкой Народной Республике является Закон «Об охране окружающей среды» от 30 апреля 2015 года № І – 162 П-НС. 

С целью сохранения и восстановления природного состояния атмосферного воздуха предусматривается установление таких нормативов: 

-             норматив экологической безопасности атмосферного воздуха; 

-             нормативы предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ от стационарных источников; 

-             нормативы содержания загрязняющих веществ в отработанных газах передвижных источников; 

-             технологические нормативы допустимого выброса загрязняющих веществ для отдельных видов оборудования и технологий. 

Для оценки состояния атмосферного воздуха установлены нормативы предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) – максимальное количество вещества в окружающей среде, не оказывающее отрицательного воздействия на живые организмы и человека. 

Наибольшая концентрация каждого вредного вещества С_м (мг/м³) в приземном слое атмосферы не должна превышать предельно допустимой концентрации:

                                                                                            С ПДК_м                                                            (1)

Если в состав выброса входят несколько вредных веществ, которые взаимоусиливают друг друга, то должно выполняться неравенство:

                                                                   С1      С2    ...    Сn    1 ,                                            (2)

                                                                ПДК1    ПДК2          ПДКn

где С1, С2,…Сn – фактическая концентрация вредного вещества в атмосферном воздухе,

мг/м³,

ПДК - предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ.

Параллельно с ПДК важную роль в обеспечении качества воздушного бассейна играет регулирование и нормирование уровня предельно допустимых выбросов (ПДВ) загрязняющих веществ в атмосфере.

Предельно допустимый выброс (ПДВ) - это максимальное количество загрязняющих веществ, которое может быть выброшено предприятием в атмосферу, не вызывая превышения ПДК загрязняющих веществ и неблагоприятных экологических последствий.

Расчет ПДВ производится для каждого загрязняющего вещества отдельно по формуле:

                     ПДВ^і  (ПДКA F m nм р. .і  Сфі)Н2 3V  T , т/год                   (3)



где ПДК_МРі – максимальная разовая концентрация загрязняющего вещества, мг/м³;

С_ф – фоновая концентрация (концентрация загрязняющего вещества в атмосфере), мг/м³;

H - высота дымовой трубы над уровнем земли, м; 

А – коэффициент стратификации (определяется в зависимости от географического расположения источника загрязнения);

F – безразмерный коэффициент, учитывающий оседание вредных веществ в атмосферном воздухе; m, n – безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из

устья источника выброса; η - безразмерный коэффициент, учитывающий рельеф местности.

V – объем газовоздушной смеси на выходе из трубы факела и других источников, м³/с; ΔТ – разность температур газовоздушной смеси, ⁰С;

Обезвреживание газов

                      Каталитические методы                                                               Термические методы

                                      Методы конденсации                                                 Методы компримирования

               Абсорбция (физическая и хемосорбция)                               Адсорбция

Рисунок 8 - Схема методов обезвреживания газов от газообразных и парообразных токсич-

ных веществ 

Предприятия, деятельность которых связана с загрязнением воздушного бассейна, должны быть оснащены оборудованием по очистке газовых выбросов в атмосферу, а так же средствами контроля за количеством и составом выбросов. Контрольные вопросы и задания

1.                   Что понимают под атмосферой и каковы ее границы?

2.                   Охарактеризуйте структуру и состав атмосферы. 

3.                   Назовите основные функции атмосферы Земли.

4.                   Что понимают под загрязнением атмосферы. 

5.                   Охарактеризуйте понятие загрязняющих веществ. Какие виды загрязняющих веществ Вам известны.

6.                   Понятие первичных и вторичных загрязнителей.

7.                   Приведите классификация источников загрязнения атмосферы по происхождению.

8.                   Классифицируйте антропогенные источники выбросов в атмосферу.

9.                   Назовите вещества-загрязнители атмосферы и источники их возникновения

10.               Назовите глобальные последствия загрязнения атмосферы.

11.               Разрушение озонового слоя Земли и его последствия.

12.               Восстановление озонового слоя.

13.               Кислотные дожди: определение, причины возникновения и последствия.

14.               Парниковый эффект: определение, причины возникновения и последствия.

15.               Пути сокращения парниковых газов в атмосфере.

16.               Фотохимический смог: определение, причины возникновения и последствия.

17.               Законодательная база в области охраны атмосферного воздуха.

18.               Какие нормативы оценки состояния атмосферного воздуха Вам известны?

19.               Что понимают под предельно допустимой концентрацией загрязняющего вещества?

20.               Что понимают под предельно допустимым выбросом загрязняющего вещества?

21.               Какие методы обезвреживания газов от газообразных и парообразных токсичных веществ Вам известны?

Задание для самостоятельного выполнения

1. Используя дополнительные информационные источники, заполните следующую таблицу

Таблица 1

Характеристика методов очистки газовых выбросов в атмосферу

Методы очистки га- Определе- Реагенты, используе- Аппараты для Достоинства Недостатзовых выбросов ние метода мые для очистки газов очистки газов метода ки метода

Каталитический                                                        метод

Метод конденсации                                                                                                                                    

Термические методы                                                                                                                                  

Абсорбция                                                                                                                                                   

Адсорбция                                                                                                                                                   

Какой из обозначенных выше методов газоочитски, на Ваш взгляд, наиболее эффективен. Ответ обоснуйте.

2.                   Проанализировав состояние загазованности во дворе дома, экологи предложили провести значительное озеленение территории. Чем они руководствовались? 

3.                   Глобальное потепление – мировая экологическая проблема. Как Вы считаете, что может сделать каждый из нас, чтобы замедлить его? Перечислите как можно больше вариантов, как в повседневной жизни, как человек влияет на климат.

4.                   Как Вы думаете, почему хлорфторуглероды (ХФУ) заменили хлорфторуглеводородами (ХФУВ) и фторуглеводороды (ФУВ)? Ответ обоснуйте.

5.                   Охарактеризуйте влияние загрязнителей воздуха на систему дыхания человека.

ЛЕКЦИЯ № 8. Загрязнение и пути защиты водных ресурсов

План

1.  Характеристика гидросферы, ее значение.

2.  Источники и последствия загрязнения гидросферы.

3.  Технологии очистки сточных вод. Контроль качества воды.

4.  Пути сокращения загрязнения гидросферы.

Вода! Ты самое большое богатство на свете… 

Антуан де Сент-Экзюпери

1. Характеристика гидросферы, ее значение.

Вода самое распространенное вещество на поверхности нашей планеты. Водная оболочка Земли гидросфера составляет 71% земной поверхности.

Гидросфера - водная среда, которая включает поверхностные и подземные воды.

Вода выполняет три очень важных экологических функции: 

1.          важнейшее минеральное сырье, главный природный ресурс; 

2.          основной механизм осуществления взаимосвязей всех процессов в экосистемах; 

3.          основная составная часть всех живых организмов.

Вода гидросферы находится в постоянном движении, которое обеспечивается за счет круговорота воды в природе.

Круговорот воды в природе (гидрологический цикл) - процесс циклического перемещения воды в земной биосфере. Состоит из испарения, конденсации и осадков.

2. Источники и последствия загрязнения гидросферы.

Загрязнение гидросферы - это внесение в водную среду новых нехарактерных для него веществ, ухудшающих качество воды. 

Загрязнение вод, классифицируют по-разному, в зависимости от подходов, критериев и задач. Обычно выделяют химическое, физическое, биологическое и тепловое загрязнение гидросферы. Часто эту градацию дополняют радиоактивным загрязнением.

Основные пути загрязнения гидросферы представлены на рис. 4.

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ГИДРОСФЕРЫ

Механическое -

повышение содержания механических примесей, свойственное в основном поверхностным видам загрязнений Химическое-

наличие в воде органических и неорганических веществ токсического и нетоксического действия Биологическое-

наличие в воде разнообразных микроорганизмов, грибов и мелких водорослей

Тепловое-

выпуск в водоемы подогретых вод ТЭС и АЭС

Радиоактивное – 

присутствие радиоактивных веществ в поверхностных или подземных водах

Рисунок 3 – Классификация загрязнения гидросферы

Основными источниками загрязнения и засорения водоемов является недостаточно очищенные сточные воды промышленных и коммунальных предприятий, крупных животноводческих комплексов, отходы производства при разработке рудных ископаемых; воды шахт, рудников, обработке и сплаве лесоматериалов; сбросы водного и железнодорожного транспорта; отходы первичной обработки льна, пестициды и т.д. Загрязняющие вещества, попадая в природные водоемы, приводят к качественным изменениям воды, которые в основном проявляются в изменении физических свойств воды, в частности, появление неприятных запахов, привкусов и т.д.); в изменении химического состава воды, в частности, появление в ней вредных веществ, в наличии плавающих веществ на поверхности воды и откладывании их на дне водоемов. 

Дариенко О.Л. Курс лекций по дисциплине «Экологические основы природопользования»

3. Технологии очистки сточных вод. Контроль качества воды.

Каждый водоем – это сложная система, где обитают бактерии, высшие водные растения, различные беспозвоночные животные. Их совместная деятельность обеспечивает самоочищение водоемов. 

Самоочищение воды – удаление загрязнений природными абиотическими факторами среды и в ходе жизнедеятельности естественно обитающих организмов. Для многих стойких загрязнителей антропогенного происхождения самоочстительная способность природы равна нулю.

В этой связи для очистки сточных вод, сбрасываемых в природные водоемы, используют различные технологии очистки.

Очисткой сточных вод называется их обработка с целью разрушения или удаления из них вредных веществ.

Методы очистки  сточных вод

физико-

                                     механические                    химические                                                             биологические

химические

                                                                                                                             коагуляция,                         переработка

                                       отстаивание,                       дистилляция,                       окисление,                         органических

 фильтрация вымораживание экстракция,  соединений электролиз микроорганизмами

Рисунок 5 – Основные методы очистки сточных вод

Чаще всего указанные методы используют в комплексе, достигая при этом более  высокой эффективности очистки (около 90%).

Сущность механического метода очистки состоит в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются имеющиеся примеси. Механическая очистка позволяет выделить из бытовых сточных вод до 60 – 75% нерастворимых примесей, а из промышленных до 95%, многие из которых (как ценные материалы) используются в производстве. 

Сооружения механической очистки сточных вод предназначены для задержания нерастворимых примесей. К ним относятся решетки, сита, песколовки, отстойники и фильтры различных конструкций, отстойники.

Химический метод очистки заключается в том, что в сточные воды добавляют различные химические реагенты, которые вступают в реакцию с загрязнителями и осаждают их в виде нерастворимых осадков. Химической очисткой достигается уменьшение нерастворимых примесей до 95% и растворимых до 25%. 

При физико – химическом методе очистки из сточных вод удаляются растворенные неорганические примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества. Сточные воды очищают также с использованием ультразвука, озона, ионообменных смол и высокого давления. Хорошо зарекомендовала себя очистка путем хлорирования. 

Среди методов очистки сточных вод большую роль должен сыграть биологи-

Дариенко О.Л. Курс лекций по дисциплине «

ческий метод, основанный на использовании закономерностей биохимического самоочищения рек и других водоемов. Используются различные типы биологических устройств: биофильтры, биологические пруды и др. В биофильтрах сточные воды пропускают через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Благодаря этой пленке интенсивно протекают процессы биологического окисления. 

Схема очистки сточных вод представлена на рис. 6.

Прозрачность (мутность) обусловлена присутствием в воде грубодисперсных примесей

Цветность определяется по сравнению с платинокобальтовой шкалой и выражается в градусах. Один градус цветности соответствует содержанию в воде 0,1 мг / мл кобальта

Запах предопределяется растворами солей, газов, органических соединений, образующихся в процессе жизнедеятельности водных организмов. Запах оценивают по 5- бальной. Способ определения органолептический

Вкус, как и запах, зависит от присутствия в воде примесей различных веществ. 

Общее солесодержание характеризует наличие в воде минеральных и органических примесей.

Для большинства потребителей воды основным качественным показателем является жесткость воды, обусловленная присутствием в воде солей магния и кальция.

Окисляемость воды характеризуется наличием в воде органических примесей.

Активная реакция воды - степень ее кислотности или щелочности, характеризуется

концентрацией ионов водорода. Для оценки используют водородный показатель (рН)

Рисунок 7 – Показатели качества воды

Основное нормативное требование к качеству воды в водных объектах – ее соответствие установленным предельно допустимым концентрациям веществ.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) - это такая концентрация вещества, которая исключает неблагоприятное влияние ее на организм человека и исключает нарушение нормальных условий водопользования. 

Другими словами - это такая концентрация, при превышении которой вода становится непригодной для одного или нескольких видов водопользования.

Немаловажным показателем санитарной оценки качества воды является предельно допустимы сброс.

Предельно допустимый сброс (ПДС) – максимально допустимая к сбросу доля какого-либо вещества в сточных водах за единицу времени, обеспечивающая норму качества воды в некотором контрольном пункте.

Водные объекты считаются пригодными для коммунально-бытового и хозяйственно-питьевого водопользования, если выполняются следующие условия: 

-      для веществ, принадлежащих к третьему и четвертому классам опасности 

                                                                                           С ПДК  ,                                                             (1)

где С – концентрация вещества в водном объекте, г/м³.

-      для веществ, принадлежащих к первому и второму классам опасности, 

                                                                                            ^Сі    1 ,                                                           (2)

ПДКі

где С_i и ПДК_i – соответственно концентрация и ПДК i-го вещества, г/м³.

Предельно допустимый сброс веществ (ПДС) устанавливается для каждого выпуска сточных вод в водный объект:

                                                                             ПДС Сст СПДС ,                                                    (3)

где Q_ст – максимальный часовой расход сточных вод, м³/час; 

С_ПДС – предельно допустимое значение показателя, г/м³, в соответствии с «Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения возвратными водами» (1999).

ПДС устанавливаются для определения необходимой степени очистки сточных вод, сбрасываемых в водные объекты при условии соблюдения нормативов экологической безопасности водопользования.

4. Пути сокращения загрязнения гидросферы

Даже при самой совершенной очистке, включая биологическую, до 10% растворенных неорганических и органических загрязняющих веществ остаются в очищенных сточных водах. Такая вода может стать пригодной для потребления только после многократного разбавления чистой природной водой.

Количество пресной воды не уменьшается, а ее качество резко падает. Такая ситуация требует изменить стратегию водопользования. Необходимо изолировать антропогенный водный цикл от природного. На практике это означает переход на замкнутое водоснабжение, на маловодные или малоотходные технологии.

Часто затраты на очистку сточных вод с целью их повторного использования в системах промышленного водоснабжения значительно меньше, чем затраты на очистку их в соответствии с ПДК веществ для сброса вод в водохранилище.

Существует несколько перспективных путей снижения количества загрязненных сточных вод:

-             разработка и внедрение безводных технологических процессов; 

-             совершенствование существующих процессов, 

-             разработка и внедрение более совершенного оборудования,

-             внедрение аппаратов воздушного охлаждения;

-             повторное использование очищенных сточных вод в оборотных системах воды для охлаждения.

Среди перечисленных наиболее рациональный способ уменьшения количества сточных вод - это создание оборотных и замкнутых систем водоснабжения, исключающих сброс воды в водохранилища.

Контрольные вопросы и задания

1.     Что называют гидросферой? Каков ее состав?

2.     В чем заключаются экологические функции гидросферы?

3.     В чем выражается значение воды?

4.     Что понимают под водными ресурсами?

5.     Круговорот воды в природе: сущность и значение.

6.     Что понимают под загрязнением гидросферы?

7.     Классификация загрязнений гидросферы.

8.     Основные пути загрязнения гидросферы.

9.     В чем сущность самоочищения воды?

10. Очистка сточных вод: сущность и основные методы.

11. В чем заключается сущность механического метода очистки сточных вод?

12. В чем заключается сущность химического метода очистки сточных вод?

13. В чем заключается сущность физико-химического метода очистки сточных вод?

14. В чем заключается сущность биологического метода очистки сточных вод?

15. Опишите схему очистки сточных вод.

16. Что понимают под качеством воды?

17. Какие показатели качества воды Вам известны?

18. Что понимают под предельно допустимой концентрацией?

19. Что понимают под предельно допустимым сбросом?

20. Какие водные объекты считаются пригодными для употребления (указать условия пригодности)?

21. Назовите пути снижения загрязнения сточных вод.

Задание для самостоятельного выполнения

1.                      В чем проявляются аномальные свойства воды? Какова их роль в развитии жизни на Земле?

2.                      Биологический способ очистки сточных вод считается наиболее экологичным. Как Вы думаете, почему? Ответ обоснуйте.

3.                      Понятие «живой» и «мѐртвой» воды.

4.                      Как Вы полагаете, можно ли считать кипяченую воду очищенной? Почему? Ответ обоснуйте.

ЛЕКЦИЯ № 9. Использование земельных ресурсов и методы их защиты

План

1.  Состав и строение литосферы.

2.  Почвы и их значение. Негативное воздействие на почву различных факторов.

3.  Нормирование загрязнения почв. Основные направления защиты земельных ресурсов.

Хребтами горбились породы,

Взрывались, плавились, кипя, И миллионы лет природа Лепила самоѐ себя.

С. Щипачѐв

1. Состав и строение литосферы

Понятие «литосфера» употребляется в науке с середины 19 века, но современное значение он приобрел менее полувека назад.

Литосфера – верхняя каменная оболочка Земли, включающая в себя всю земную кору и верхнюю часть мантии. Глубина литосферы достигает 50-200 км. 

 

Рисунок 1 – Схема строения литосферы

 Литосфера образована различными осадочными, гранитными и базальтовыми породами. В результате многих исследований установлено содержание химических элементов в земной коре. Наиболее распространенным в литосфере является:

-      кислород - 47 %, 

-      кремний - 29,5 %, 

-      алюминий - 8,05 %,   железо - 4,65 %,   кальций - 2,96 %. 

Эти пять элементов составляют более 92 % массы литосферы. Если к ним добавить еще три элемента - натрий (2,5 %) , калий (2,6 %) и магний (1,87 %) , то их масса в сумме будет превышать 99 %.

С литосферой связаны наиболее грандиозные и разрушительные стихийные бедствия: землетрясения, извержения вулканов, оползни.

2. Почвы и их значение. Воздействие на почву антропогенных факторов

Почвой называют поверхностный слой земной коры, измененный под влиянием жизнедеятельности организмов и обладающий плодородием. 

В отличие от горных пород почва характеризуется специфическим составом минеральных веществ и, главным образом, наличием органических веществ - гумуса. Почва непрерывно изменяется под влиянием климата, биологических факторов и деятельности человека.

Почва имеет очень большое значение для биосферы и для хозяйственной деятельности человека:

-             она является важнейшей частью биосферы, которая отличается высокой плотностью жизни и наибольшей геохимической энергией живого вещества,

-             участвует в геологическом круговороте: вынос растворимых питательных элементов из почвы в ручьи, моря и океаны, где они откладываются в мощные пласты осадочных пород, а затем появляются на поверхности, выветриваются, а также вновь могут быть использованы растениями,

-             обеспечивает наличие растительности, которая является основой существования животного мира,

-             участвует в биологическом круговороте вещества и энергии: после отмирания органическое вещество поступает в почву, разлагается с помощью микроорганизмов, при этом значительная часть элементов переходит в формы, доступные для усвоения растениями, а дальше снова передается следующим звеньям трофических цепей, таким образом через почву сочетаются все компоненты биосферы, образуя там сложную биокосную систему,

-             с почвой непосредственно связана вся хозяйственная деятельность человека - земледелие, животноводство, лесное хозяйство, строительство городов, дорог и промышленных сооружений.

Негативное воздействие на почву различных факторов приводит к ряду серьезных экологических последствий, которые часто сопровождаются процессом ее деградации.

Деградация почв – это разрушение почвенного покрова и потеря его плодородия.

Наибольший ущерб состоянию почвенного покрова наносят следующие виды деградации: 

-             водная и ветровая эрозии; 

-             засоление, осолонцевание; 

-             локальное переувлажнение и заболачивание; 

-             затопление и подтопление территорий водохранилищами; 

-             переуплотнение и образование техногенной глыбистости пахотных гори-

зонтов; 

-             снижение содержания гумуса (дегумификация); 

-             подкисление или подщелачивание; 

-             истощение питательными веществами;

-             сокращение численности, видового разнообразия и нарушение оптимального соотношения различных видов микроорганизмов, загрязнение почвы патогенными микроорганизмами, ухудшение санитарно-эпидемиологических показателей; 

-             загрязнение тяжелыми металлами, пестицидами, нефтепродуктами, радионуклидами и иными токсическими веществами; 

-             потеря ценных сельскохозяйственных земель при строительстве, прокладке дорог, добыче полезных ископаемых; 

-             потеря земель при захламлении промышленными и коммунальнобытовыми отходами. 

Эрозия почв - это разрушение и снос почвенного покрова потоками воды, воздуха, льда. Она обусловлена нерациональной эксплуатацией почв при аграрном землепользовании. Чрезвычайно интенсивной является эрозия на пахотных землях и пастбищах.

Водная эрозия может быть плоскостной и яровой. Из-за того, что поверхность Земли не является идеально ровной, при посконной эрозии происходит смыв почвы ручьями талой, дождевой или ливневой воды. На ранних стадиях она мало заметна, но постепенно происходит обеднение почвы питательными веществами - это приводит к постепенному исчезновению растительности и еще большего ускорения процесса разрушения почвы. Яровая эрозия наблюдается, когда при больших уклонах поверхности и на длинных спадах мелкие ручьи сливаются в единый поток, бегут под уклон, где углубляют дно, подмывая берега и образуя овраг.

Разрушение почвы под влиянием транспорта, землеройных машин и техники называется технической эрозией.

Засоление и заболачивание. Эти явления связанные с орошением земель. Создание искусственных водоемов, мелиоративных водоводов, орошения больших территорий порождают ряд негативных явлений, таких как поднятие уровня грунтовых вод, изменение их химического состава. Серьезную проблему для современного орошаемого земледелия представляет вторичное засоление почв. 

Засоление почв - это повышение в поверхностных слоях почвы концентрации соли NaCl, ухудшающее плодородие почвы. Причина - чрезмерного орошения земель.

Избыточно влажных почв, которые нуждаются в осушении, еще больше, чем почв, требующих орошения. Они занимают сотни миллионов гектар, их нельзя использовать в сельском хозяйстве.

Влияние минеральных удобрений, пестицидов и других химических веществ на почвы. Внесение чрезмерных доз минеральных удобрений наносит ущерб природной среде. Минеральные вещества не полностью используются растениями, излишки попадают в водохранилища и загрязняют их. Кроме того, в самих растениях накапливается в избыточном количестве азот, что делает пищевые культуры опасными для здоровья человека.

Влияние атмосферных кислотных осадков на почвы. Одна из наиболее острых глобальных проблем современности - это проблема возрастающей кислотности атмосферных осадков и почвенного покрова. Выпадающие кислотные осадки неблагоприятно воздействуют на растения, почвы. Естественное плодородие почв снижается: они быстро истощаются вследствие вымывания солей калия и магния, урожайность на таких почвах падает. Кислотные дожди вызывают подкисление не только поверхностных вод, но и поверхностных горизонтов почв, кислые воды с потоками воды распространяются на весь почвенный профиль и вызывают значительное подкисление грунтовых вод.

Загрязнение грунтов твердыми бытовыми отходами (ТБО). Интенсивное использование минерального сырья сопровождается образованием большого массы твердых отходов и промышленных выбросов на всех стадиях его добычи и переработки. Количество отходов часто превышает количество полученной продукции.

Главная масса отходов образуется на  промышленных предприятиях.

Особо следует отметить негативное влияние, которое оказывает на окружающую среду разработка полезных ископаемых открытым или шахтным способом. Изменение рельефа поверхности происходит уже при разведке полезных ископаемых (заболачивание почвы). Особенно большой вред оказывает складирования пустых пород в терриконы и отвалы.

3. Нормирование загрязнения почв. Основные направления защиты земельных ресурсов.

Нормирование химического загрязнения почв устанавливается в соответствии с предельно допустимыми концентрациями почв (ПДК_п). По величине предельно допустимые концентрации почв значительно отличаются от принятых ПДК для воды и воздуха. Это объясняется тем, что поступление вредных веществ в организм человека непосредственно из почвы происходит в исключительных случаях и в незначительных количествах, а главным образом - через контактирующие с почвой среды (воздух, воду, растения).

Для определения степени загрязненности почв используют такие характеристики, как коэффициент концентрации загрязнения почвы одним веществом k_c, интегральный показатель поэлементного загрязнения почвы k_ci и другие. 

1.            Коэффициент загрязнения почвы рассчитывается по формуле:

C

                                                                                          kc  ,                                                          (1)

ПДКп

где С - концентрация загрязняющего вещества в почве, мг/кг;  ПДК_п - предельно допустимое количество загрязняющего вещества, мг/кг. 

2.            Интегральный показатель поэлементного загрязнения почвы:

kc_і  n     Ci      ,         (2) i1ПДКпi

где С_і - концентрация i-го загрязняющего вещества мг/кг; 

ПДК_пі-предельно допустимая концентрация i-го загрязняющего вещества мг/кг. 

Соответствующими санитарно-токсикологическим нормам явля! ются почвы, для которых показатели k_c и k_ci не превышают 1.

Природные процессы (миграция, преобразования, вымывание, выветривание, солнечная радиация, биохимические процессы) обусловливают самоочищения почв. Но защитная способность почв к самоочищению имеет пределы, которые человек не должен переступать при организации производственной и хозяйственно - бытовой деятельности. 

Основные направления защиты земельных ресурсов

В охране плодородия почв главную роль играет защита их от загрязнения химическими веществами. Очень важным в этом отношении являются: правильный выбор минеральных удобрений; умеренное использование пестицидов; совершенствование очистных сооружений; рекультивация (восстановление ) земель после открытого средства добычи полезных ископаемых, когда на месте плодородных земель образуются бесплодные, лишенные растительности «индустриальные пустыни» .

Защита почв от водной и ветровой эрозии:

-                агротехнические мероприятия (почвозащитные севообороты, контурная система выращивания сельскохозяйственных культур, химические средства борьбы и т. д.);

-                лесомелиоративные мероприятия (лесозащитные и водорегулирующие полосы, лесные насаждения на оврагах);

-                гидротехнические мероприятия (устройство каналов, сооружение водотоков и т. д.).

Территории после добычи полезных ископаемых нуждаются в восстановлении. В этом случае применяют технологию рекультивации.

Рекультивация – комплекс мероприятий, направленный на восстановление продуктивности нарушенных земель, а также на улучшение условий окружающей среды. Различают рекультивацию техническую, биологическую и строительную. 

РЕКУЛЬТИВАЦИЯ

Техническая рекультивация пред-   Биологическая            ре-       Строительная реставляет собой предварительную под-       культивация прово- культивация – при готовку           нарушенных    территорий.     дится   для       создания          необходимости возвоПроводится планировка поверхности,   растительного покро- дятся здания, сооруснятие верхнего слоя, транспортировва на подготовленных жения и другие объекка и нанесение плодородных почв на рекультивируемые земли. Засыпают- участках.         ты.

ся выемки, разбираются отвалы, поверхность выравнивается.           

Рисунок 2 – Виды рекультивации

Защита массивов горных пород 

-             защита от подтопления – организация стока грунтовых вод, дренаж, гидроизоляция; 

-             защита оползневых массивов и селеопасных массивов – регулирование поверхностного стока, организация ливневых коллекторов. 

-             запрещается строительство зданий, сброс хозяйственных вод, вырубка деревьев.

Одним из массовых загрязнений почвы являются твердые бытовые отходы (ТБО). Отходы относятся к материальным объектам, которые могут обладать высокой потенциальной опасностью для окружающей среды и здоровья человека.

Отходы - вещества, признанные непригодными для дальнейшего использования в рамках имеющихся технологий, или после бытового использования продукции. 

Традиционные подходы к проблеме отходов ориентируются на уменьшение опасного влияния на окружающую среду путем изоляции свалки от грунтовых вод, очистки выбросов мусоросжигательного завода и т.д. Современный же взгляд на проблему состоит в том, что гораздо проще контролировать, что попадает на свалку, чем то, что попадает со свалки в окружающую среду.

Существует четыре возможности по переработке отходов:

-      захоронение на полигонах;

-      сжигание, реже пиролиз и прочие высокотемпературные процессы;

-      компостирование;

-      сортировка с целью вторичного использования, утилизации и рециклинга.

Каждый из данных видов обладает своими достоинствами и недостатками.

Утилизация отходов представляет собой переработку отходов, цель которой – использование полезных свойств отходов или их компонентов.

В соответствии с современным взглядом, отходы должны утилизироваться комплексно, т.е. сочетая биологические методы (разрушение органической части микроорганизмами), термические (сжигание на мусороперерабатывающих предприятиях, пиролиз), химические (гидролиз), механические (прессование с применением связующих на полигонах).

12.    Назовите показатели нормирования химического загрязнения почв.

13.    Охарактеризуйте коэффициент загрязнения почвы.

14.    Укажите основные направления защиты земельных ресурсов.

15.    Рекультивация земель и ее виды.

16.    Способы защиты массивов горных пород.

17.    Мероприятия по защите почв от ветровой эрозии.

18.    Охарактеризуйте процесс утилизации отходов.

Задание для самостоятельного выполнения

1.       Заполните таблицу

Таблица 1 Стихийные явления в литосфере

     Характер явлений в литосфере      Основной фактор возникновения                  Примеры

Экзогенные (внешние)                                                                                                             

Эндогенные (внутренние)                                                                                                        

Как Вы полагаете, влияет ли человек на возникновение стихийных явлений в литосфере?

Каким образом? Ответ обоснуйте.

2.       Чтобы стереть с лица земли Карфаген, римляне во ІІ веке до н.э. прибегли к такой акции, как посыпание наиболее плодородных земель солью. Как вы думаете, к чему это привело?

ЛЕКЦИЯ № 10. Радиоактивное загрязнение окружающей среды

План

1.  Понятие радиоактивности и единицы ее измерения. 

2.  Источники радиации и их влияние на биосферу.

3.  Влияние радиации на организм человека.

Обнаруженная сила урана угрожает цивилизации и людям не больше, чем когда мы зажигаем спичку. Дальнейшее развитие человечества зависит не от уровня технических достижений, а от его моральных принципов… А. Энштейн

1. Понятие радиоактивности и единицы ее измерения. Источники радиации

Тысячелетия эволюции сформировали инстинкт самосохранения – научились избегать опасностей, сохранять свою жизнь. Но по - прежнему, как и на заре истории, более всего страшит человека неизвестное. Это – радиация. Не видно, не слышно, не больно...

Особое место среди загрязняющих окружающую среду агентов занимают радиоактивные вещества. Проблема радиоактивного загрязнения возникла в 1945 году после взрыва атомных бомб, сброшенных США на японские города Хиросиму и Нагасаки. Испытания ядерного оружия, производимое в атмосфере, вызвали глобальное радиоактивное загрязнение. В нашей стране внимание к нему сильно возросло после аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 г. и ряда инцидентов на других гражданских и военных объектах с ядерным топливом.

Радиоактивность на планете существовала всегда. Новизна этой проблемы состоит лишь в том, что люди пытаются использовать радиоактивность природных и искусственно синтезированных элементов.

Открытие понятия «радиоактивность» произошло в 1896 г. французским ученым Анри Беккерелем, случайно положившим в ящик несколько фотопластинок и придавившим их минералом, который содержал уран. Проявив эти пластинки, он обнаружил на них следы излучения, которые приписал урану. 

Пьер и Мария Кюри ввели понятие радиоактивность в научный обиход. Ими было установлено, что уран после излучения превращается в другие химические элементы. Так появились радий и полоний.

Кстати, А.Беккерель первым и столкнулся с неприятной стороной радиоактивного излучения – он положил пробирку с радием в карман, из-за чего получил ожог кожи.  

Мария Кюри умерла от злокачественного заболевания крови, поскольку работала с радиоактивными веществами без защиты. Более 300 ученых, работавших в то время с радиоактивными веществами умерло от лучевой болезни. Однако, работы в этом направлении остановлены не были, в результате чего человечество получило страшный подарок – атомную бомбу.

Радиоактивность - неустойчивость ядер некоторых атомов (самопроизвольный распад). Ядра, подверженные распаду, называют радиоактивными, не подверженные – стабильными.

Радиация – ионизирующее излучение, энергия в виде волн и частиц. Ее невозможно вызвать с помощью химических реакций, это полностью физический процесс.

В системе СИ за единицу радиоактивного излучения принимается единица беккерель (1Бк = 1 распад за секунду).

Количество энергии излучения, которая поглощается единицей массы тела называется дозой поглощения (измеряется в греях – 1 Гр).

2. Источники радиации и их влияние на биосферу.

Радиоактивное загрязнение - это попадание радиоактивных веществ в живые организмы и среду их обитания (атмосферу, гидросферу, почву), происходящее в результате ядерных взрывов, удаления в окружающую среду радиоактивных отходов, разработки радиоактивных руд, при авариях на атомных предприятиях и т.д.

Источники радиации бывают естественного и искусственного происхождения.

Основную часть облучения люди получают от естественных источников радиации. Разные виды излучения падают на поверхность Земли из космоса и поступают от радиоактивных веществ, находящихся в земной коре. Человек подвергается облучению двумя способами. Радиоактивные вещества могут находиться вне организма и облучать его снаружи; в этом случае говорят о внешнем облучении. Или же они могут оказаться в воздухе, которым дышит человек, в пище или в воде и попасть внутрь организма. Такой тип облучения называют внутренним.

ИСТОЧНИКИ РАДИАЦИИ

                                          Естественные                                                Искусственные

                     Космические, солнечные лучи;            Медицинские процедуры и методы лечения;

                     Газ радон;                                            Атомная энергетика;

                     Радиоактивные изотопы в горных        Ядерные взрывы;

                     породах (уран 238,торий 232,калий      Мусорные свалки;

                     40, рубидий 87);                                   Строительные материалы;

Внутреннее облучение человека за Сжигаемое топливо; счѐт радионуклидов (с водой и        Телевизоры, компьютеры, быттехника; пищей).         Антиквариат.

Рисунок 1 – Источники радиации

Космическое излучение

Радиационный фон, создаваемый космическими лучами, дает чуть меньше половины внешнего облучения, получаемого населением от естественных источников радиации. Космические лучи, в основном, приходят из глубин Вселенной, но некоторая их часть рождается на Солнце во время солнечных вспышек. Космические лучи могут достигать поверхности Земли или взаимодействовать с ее атмосферой, порождая вторичное излучение и приводя к образованию различных радионуклидов.  

Нет такого места на Земле, куда бы ни падал этот невидимый космический душ. Но одни участки земной поверхности более подвержены его действию, чем другие. Северный и Южный полюсы получают больше радиации, чем экваториальные области, из-за наличия у Земли магнитного поля, отклоняющего заряженные частицы (из которых в основном и состоят космические лучи). Уровень облучения растет с высотой, поскольку при этом над нами остается все меньше воздуха, играющего роль защитного экрана.

Земная радиация

Основные радиоактивные изотопы, встречающиеся в горных породах Земли, – это калий-40, рубидий-87 и члены двух радиоактивных семейств, берущих начало соответственно от урана-238 и тория-232–долгоживущих изотопов, включившихся в состав Земли с самого ее рождения.

Средняя по миру доза природного облучения составляет 2,4 мЗв в год. Основной вклад дает газ радон. Самый большой уровень излучения в горных районах, а также там, где много песков и, особенно, горной породы - гранита. Например, в метро. 

Газ радон

Наиболее весомым из всех естественных источников радиации является невидимый, не имеющий вкуса и запаха тяжелый газ (в 7,5 раза тяжелее воздуха) радон. Согласно текущей оценке НКДАР ООН, радон вместе со своими дочерними продуктами радиоактивного распада ответствен примерно за 3/4 годовой индивидуальной эффективной эквивалентной дозы облучения, получаемой населением от земных источников радиации, и примерно за половину этой дозы от всех естественных источников радиации. Большую часть этой дозы человек получает от радионуклидов, попадающих в его организм вместе с вдыхаемым воздухом, особенно в непроветриваемых помещениях.

Радон инертный газ, и, естественно, ни в каких биохимических процессах участвовать не может. Вдохнул – выдохнул... 

Некоторая часть радона растворяется в крови легочной ткани и разносится по всему организму. Кроме того, он сорбируется на любых пылевых, аэрозольных и смолистых отложениях в дыхательных путях; именно поэтому радоновая опасность резко повышается для шахтеров, у которых запыленность легких, увы, нередкое явление, и для курящих – из-за смолистых и аэрозольных отложений, обусловленных табачным дымом.

Радиоактивные изотопы в горных породах

Уголь, подобно большинству других природных материалов, содержит ничтожные количества первичных радионуклидов. Последние, извлеченные вместе с углем из недр земли, после сжигания угля попадают в окружающую среду, где могут служить источником облучения людей.

Концентрация радионуклидов в разных угольных пластах различается в сотни раз, в основном уголь содержит меньше радионуклидов, чем земная кора в среднем. 

Источники излучения, используемые в медицине.

Радиация в медицине используется как в диагностических, так и в лечебных целях. Одним из самых распространенных медицинских приборов является рентгеновский аппарат, с помощью которого проводится медицинское обследование различных органов человека. 

Многие проблемы физиологии и медицины удалось решить с помощью радиоактивных изотопов. Так, для исследования кровообращения в кровь человека вводят радиоактивный натрий. А для исследования работы щитовидной железы человека используют радиоактивный йод. Местоположение опухолей, особенно злокачественных, определяю по γ- излучению скопления радиоактивных изотопов, специально введенных в человеческий организм. А одним из способов лечения раковых заболеваний является облучение злокачественной опухоли γ-излучением кобальта.  Ядерные взрывы. 

Первым ядерным взрывом явилось испытание атомной бомбы, созданной в США в 1945 году. Затем 6 и 9 августа 1945г. США сбросили атомные бомбы на японские города Хиросима и Нагасаки. В 1949 году была создана первая атомная бомба в СССР и с тех пор до 1963г. США и СССР регулярно проводили испытания нового ядерного оружия. это привело к тому, что эквивалентная доза облучения от радиоактивного загрязнения Земли достигла 7% от естественного радиационного фона. 

При ядерном взрыве часть радиоактивного материала выпадает неподалеку от места взрыва, а часть задерживается в тропосфере (самом нижнем слое атмосферы), подхватывается ветром и перемещается на большие расстояния. Однако большая часть радиоактивного материала выбрасывается в стратосферу (следующий слой атмосферы, лежащий на высоте 10-50 км), где он остается многие месяцы, медленно опускаясь и рассеиваясь по всей поверхности земного шара. Радиоактивные осадки содержат несколько сотен различных радионуклидов. Но основную роль в длительном облучении играют углерод-14, цезий-137,цирконий-95, стронций-90. Эти радиоактивные изотопы попадают в почву, усваиваются растениями, а затем с пищей попадают в организм человека и надолго задерживаются в его тканях, подвергая их дополнительному внутреннему облучению. 

Сотовый телефон излучает электромагнитные волны. Их излучение достигает нашего  могут носить самый неожиданный характер. Клетки могут превращаться в раковые. тела и «греет» его. В результате, происходит разрушение белков в клетках. Последствия

Возможно возникновение доброкачественных опухолей, отмирание клеток и т.д. Кроме того, частые разговоры по сотовому телефону приводят к усталости, раздражительности, головокружению, бессоннице, тошноте, раздражению кожи, нарушениям половых функций у мужчин и женщин, а так же к раку.

2. Влияние радиации на организм человека.

Радиация действительно опасна: в больших дозах она приводит к поражению тканей, живой клетки, в малых - вызывает раковые явления и способствует генетическим изменениям. Однако опасность представляют вовсе не те источники радиации, о которых больше всего говорят. Радиация, связанная с развитием атомной энергетики, составляет лишь малую долю, существенную часть облучения население получает от естественных источников радиации: из космоса и от радиоактивных веществ, находящихся в земной коре, от применения рентгеновских лучей в медицине, во время полета на самолете, от каменного угля, сжигаемого в бесчисленном количестве различными котельными и т.д. Сама по себе радиоактивность - явление не новое, как считают некоторые, связывая ее возникновение со строительством АЭС и появлением ядерных боеприпасов. Она существовала на Земле задолго до зарождения жизни. С тех пор как образовалась наша Вселенная (порядка 20 миллиардов лет назад), радиация постоянно наполняет космическое пространство. Многие удивляются, узнав, что человек, хотя в чрезвычайно малой мере, но тоже радиоактивен. В его мышцах, костях и других тканях присутствуют мизерные количества радиоактивных веществ.

Среди последствий воздействия радиации на организм человека можно выделить следующие:

-         лучевая болезнь

-         бесплодие

-         генетические мутации

-         поражения органов зрения

-         поражения нервной системы

-         ускоренное старение организма

-         нарушение психического и умственного развития

-         раковые заболевания.

РАДИАЦИОННЫЕ ЭФФЕКТЫ ОБЛУЧЕНИЯ

                              Соматические                                              Соматико-                                       Генетические

стохастические

                                                                             Сокращение про-                Злокачественные               Врожденные

             Острая лучевая болезнь                   должительности                 изменения крови                  уродства

жизни

                                                                                                      Опухоли разных                 Изменение наследствен-

Хроническая лу- Повреждение      органов                 ности чевая болезнь          глаз, ожоги

Рисунок 2 – Последствия воздействие радиации на организм человека

Контрольные вопросы и задания

1.                   Открытие понятия радиоактивности.

2.                   Что понимают под радиоактивностью? В чем отличие стабильных ядер от радиоактивных?

3.                   Понятие радиации.

4.                   Единицы измерения радиоактивности.

5.                   Что понимают под радиоактивным загрязнением биосферы?

6.                   Назовите основные источники радиации.

7.                   Понятия внутреннего и внешнего облучения.

8.                   Охарактеризуйте космическое излучение и его воздействие на биосферу.

9.                   Охарактеризуйте земную радиацию и его воздействие на биосферу.

10.               В чем состоит основная опасность газа радона?

11.               Охарактеризуйте радиоактивные изотопы горных пород и его воздействие на биосферу.

12.               В чем достоинства и недостатки медицинских методов с использованием радиоактивных изотопов?

13.               Влияние радиации на организм человека.

14.               Охарактеризуйте последствия воздействие радиации на организм человека.

67

Задание для самостоятельного выполнения

1. Заполните таблицу

Таблица 1 Классификация радиоактивного излучения

                         Вид излучения                        Характеристика излуче-                     Воздействие на живые

                                                                                                          ния                                               организмы

-частицы                                                                                                                                   

-частицы                                                                                                                                   

-частицы                   нейроны                     рентгеновское излучение                 

Как Вы думаете, кокой из видов излучений является наиболее опасным для живых организмов? Каким образом? Ответ обоснуйте.

2.                   Как Вы полагаете, от каких характеристик зависит процесс распространения радиоактивного загрязнения?

3.                   Охарактеризуйте понятие радиоактивных отходов. Как Вы считаете, почему их считают наиболее опасными? Имеются ли специальные методы их утилизации?

ЛЕКЦИЯ № 11. Экология городской среды и проблемы урбанизации

План 1. Урбанизация и обострение экологического кризиса.

2. Экологические проблемы современных городов.

Мы создаем города, а города создают нас…

                                                                                           Аристотель           

1. Урбанизация и обострение экологического кризиса

Конец XX и начало XXI веков характеризуется негативными тенденциями развития мира, урбанизацией и ростом городов: становятся все более весомыми негативные последствия глобального экологического кризиса; ситуацию осложняет глобальный экономический кризис, военные конфликты и др.

Урбанизация - это рост городов вследствие перемещения населения в поисках лучших условий жизни.

В течение многовековой урбанизации планеты методом проб и ошибок осуществлялись и совершенствовались градостроительные решения. Чаще всего они определялись существовавшей общественно-экономической формацией, уровнем социально-экономического, культурного и научного развития стран, жители же получали далеко не идеальную среду города с загрязнениями, неравенством в качестве жизни. При этом мечтой всех участников процесса урбанизации, в том числе градостроителей, архитекторов и жителей, были города с идеальной средой жизни. Единого представления о таких городах не существовало. Их видели и малыми городами, и крупными динамичными мегаполисами, и небольшими озелененными «городами солнца», и гигантскими городами со стеклянными небоскребами. Урбанизация планеты прошла длинный исторический путь - от первых малых поселений до грандиозных урбоареалов (табл. 1).

Дариенко О.Л. Курс лекций по дисциплине «

Таблица 1 История урбанизации

      Вид поселения                         Характеристика поселения                           Время возникновения

(его примеры)

                     1                                                            2                                                                   3

Поселок  Поселение на 50…100 чел. (множество поселений Десятки тысяч в долине Нила)

Город с населением в несколько тысяч человек

Малый город              (город Эриду в Шумере - древней стране на юге                Около 4000 г.

                                              современного Ирака)                                                                      до н.э.

Город  Город с на² (города в Шумереселением до 50 тыс. чел. площадью ) Около 3500 г. до н.э. 5…8 км

Крупный город       Город с населением свыше 1 млн. чел. (Рим)         44-10 гг. до н.э. Город с населением свыше 10 млн.

Мегаполис                чел. и площадью до нескольких                                                     XX в.

тысяч квадратных километров

(Нью-Йорк, Мехико)

Система населенных пунктов, соединившихся во-

Агломерация              круг мегаполисов (Бомбей, Буэнос-Айрес, Kара-                Конец XX в.

чи)

Объединение крупных агломераций, в которые Урбанизирован- входят смыкающиеся окраинами крупные и мелный ареал кие города (около 500 городов от Бостона до Ва- Конец XX в.

                                 шингтона, в которых проживает 20 % населения США)

Урбанизирован- Страна с полностью исчезнувшими естественныная страна ми ландшафтами, которые заменены культурны- XX-XXI вв.  ми (Англия, небольшие страны Западной Европы)

Урбанизирован-        Вытеснение природы, исчезновение биоразнооб- Маловероятное событие ная планета           разия   при движении к устой                      чивым городам

Растущие города, поглощая пригодные для сельского хозяйства территории, перерождаются в гигантские мегаполисы и урбоареалы. Они становятся источниками необратимых, не перерабатываемых природой загрязнений и недостаточно приспособлены для создания необходимых человеку условий проживания (чистые воздух и вода, озеленение, достаточная инсоляция, время солнечного облучения, отсутствие шума, небольшая плотность жителей и т. д.). 

Вместе с тем в городах развитых стран повышается качество квартир, их площадь, объем предоставляемых коммунальных услуг, уровень удобств, улучшается качество среды, снижается ее загрязненность. Как правило, жилые дома, производственные здания, проектируются и строятся без учета их функционирования в естественной природной среде: здания бионегативны, они вносят в природную среду все виды загрязнений, в том числе и эстетическое. Плохо используется ландшафт, здания немасштабны природному окружению, материал иногда бионегативен, отходы слабо утилизируются, энергия естественных источников почти не используется.

При урбанизации территорий человек исходил из неверного представления о неисчерпаемости природных ресурсов, о возможности самоочищения после загрязнения атмосферы, гидросферы, литосферы, о беспредельной терпимости биосферы к сокращению естественных ландшафтов.

Крупной проблемой урбанизации является отсутствие стабилизации роста, постоянное расширение территории при недостатке исследований и разработок по решению урбоэкологических проблем больших городов (табл. 2). 

2. Экологические проблемы современных городов

Урбанизация привела к созданию новой, не известной ранее «застроенной среды» планеты, имеющей, как считается, наибольшую материальную ценность для всех стран мира. При этом, несмотря на негативные воздействия урбанизации, экосистемы во многих городах еще могут обеспечивать достаточно высокий уровень биоразнообразия, производства продовольствия, снабжения водой, комфорта, удобств и т. д.

Вместе с тем возникло множество проблем городской среды (урбанистических, архитектурно-строительных, технологических, социальных, экологических), связанных с развитием процесса урбанизации. Среди них рост числа и размеров городов, населения, промышленности и транспорта. В связи с миграцией сельских жителей в города постоянно изменяется соотношение между городским и сельским населением.

С целью сдерживания роста площади городов архитекторы и строители увеличивают высоту зданий, более плотно размещают их в плане, заменяют устаревшие малоэтажные дома на новые, гораздо более высокие. Это рождает новые экологические проблемы, связанные с повышением плотности жителей, дальнейшим их отрывом от природной среды, более концентрированным антропогенным воздействием города на оставшуюся природную среду. Негативны и многие другие современные мировые тенденции урбанизации, свидетельствующие о наличии явных признаков кризиса: рост числа жителей трущоб, загрязнение и деградация почвы, гибель тропических лесов и др.

Идеям экологизации противоречит целый ряд кризисных явлений:

-                отступление природной среды при застройке и невозможность сохранения экологического равновесия между городскими и прилегающими естественными территориями. Это ведет к снижению качества среды в городах, уменьшению биоразнообразия, сокращению способности природной среды к абсорбции загрязнений и самоочистке, гибели природы;

-                загрязнение городской среды веществами, отрицательно влияющими на здоровье человека и состояние природы;

-                увеличение разрыва между жителями городов и естественной природной средой, ее замена на полностью или частично искусственную городскую среду; отрыв жителей от естественной природы;

-                растущее разобщение жителей городов при использовании современных архитектурно-планировочных мероприятий (высокие здания, индивидуализация жилищ, отсутствие мест для общения, поощрение индивидуализма во всем — от передвижения на индивидуальных автомобилях до индивидуальных коттеджей за высокими заборами);

-                гигантизм зданий и сооружений, негативно влияющий на их визуальное восприятие и увеличивающий отрыв жителей от естественной среды. Возможно, что эта негативная тенденция свидетельствует о недостаточной проработанности экологических решений, так как человек никогда не жил на большом удалении от земли;

-                энтропийность искусственных объектов города, их отторжение природой, принципиальное отличие от негэнтропийных объектов живой природы, включаемых в экосистемы как родственные ей объекты;

-                создание непреодолимых разрывов в естественных ландшафтах, стальных и железобетонных границ на путях миграции животных, распространения растений;

-                неэкономное использование при строительстве и эксплуатации зданий и сооружений невозобновляемых ресурсов, естественных технологий (например, при вентиляции, освещении); незначительное использование экономичных конструктивных (пространственных) и технологических решений, энергоэкономичных и энергоэффективных зданий;

-                отсутствие стремления к сбережению поверхности земли и почвеннорастительного слоя при застройке, к предохранению этого слоя от герметичного покрытия, ведущего к омертвлению ландшафта;

-                бионегативность поверхностей (бетон, сталь, стекло и др.) зданий, сооружений в городе, отторжение этими поверхностями живой природы, отсутствие специальных ниш, «скворечников» для создания условий жизни живой природы в городах и зданиях;

-                неэкономное отношение к возобновляемым ресурсам - воде, воздуху, недостаточное внимание к сокращению отходов, их возврату в ресурсный цикл и использованию более долговечных, не требующих быстрой замены материалов и изделий;

-                отсутствие планируемого движения к созданию здоровых и красивых городов, положительно воспринимаемых жителями и способствующих не только формированию здоровой среды, но и гармонизации среды жизни и даже снижению преступности;

-                отсутствие согласования потребностей жителей городов с возможностями природно-ресурсного потенциала территорий, экологизации всех потребностей - от биологических до трудовых и этнических;

-                малое число экологичных, красивых и здоровых городов или кварталов, которые воспитывали бы жителей своей средой и позитивно воздействовали бы на них подобно красивой естественной природной среде. Эти города и кварталы могли бы стать своеобразными «центрами кристаллизации» экологичного развития, от которых оно распространялось бы на прилегающие территории.

Города как места сосредоточения основной массы жителей Земли призваны удовлетворять их потребностям и обеспечивать достаточно высокое, экологически обоснованно качество городской среды жизни. Но вместе с тем они являются центрами возникновения основных экологических проблем. В XX и начале XXI в. стали заметны признаки глобального экологического кризиса, связанного с городами:

-                рост загрязненности среды многих городов, внесение загрязнений в окружающую город среду и организм человека;

-                рост площади («расползание») городов и числа жителей, переуплотненность, превращение мегаполисов в ранее неизвестные урбоареалы с числом жителей, достигающим десятков миллионов; 

Воздействие

                                                                для почвы

Сокращение площади Повышение удельной почвенно-растительного антропогенной нагруз-

слоя                                         ки, деградация

Антропогенные Изменение состава, наносы  нарушение самоочище-

(культурные слои)                  ния, деградация

Покрытие почвы непро-

Полное прекращение ницаемым слоем при       

строительстве                         круговорота веществ

Загрязнение     Изменение структуры и насыпных почв,          свойств,            накопление создание свалок    особо опасных непере- рабатываемых  веществ

Поглощение городом не          Нарушение геохимичевозвращаемой в природу          ского цикла, разрушеорганической массы   ние структуры, гумуса

Вытаптывание, Нарушение структуры, уплотнение почв свойств, переуплотне-

ние

Перегрев почв летом, повышение температуры и      То же, гибель почвенснижение влажности воз- ных организмов духа

Загрязнение почв,

изменение их физичеПоступление загрязнений в воздух и воду  ского и химического

состава

Шумовое загрязнение                               -

Воздействие городов на природную среду

Последствия для растительности        для животного мира

Повышение удельной антро- Исключение экологических погенной нагрузки, сокраще- ниш, сокращение разнообрание разнообразия, деградация зия, вытеснение, гибель

Ослабление роста

Угнетение жизнедеятельности

и ускорение процессов старе-

ния и отмирания                             почвенных микроорганизмов

Гибель всей растительности           Гибель всего животного мира

                                                   – редуцентов и др.

Концентрация загрязнений,     Обеднение биоты, ухудшение свойств, деграда- вытеснение из экологических ция            ниш, гибель

Уменьшение содержания пи-   Угнетение жизнедеятельности тательных веществ в почве         почвенной микрофлоры

Угнетение и гибель расти-             Сокращение жизнедеятельно-

тельности                                    сти микрофлоры

То же, гибель почвенной мик-      Гибель почвенной

рофлоры                                      микрофауны

Угнетение расти-                         Отравление

тельности, концентрация за-        животных, болезни, гибель

грязнений, гибель                         

Угнетение растительности          Угнетение, гибель животных

для воздуха

Сокращение очистки, ухудшение со-

става

То же

Ухудшение состава воздуха ввиду прекращения кругово-

рота

Загрязнение, ухудшение состава и

свойств

Сокращение самоочистки воздуха, его загрязнение

То же 

То же 

Сокращение способности к самоочистке, негативное изменение свойств То же, из-за угнетения флоры

72 Таблица 2 для воды

Ухудшение       самоочистки, состава

То же

Ухудшение состава и свойств, концентрация загрязнений

Загрязнение, ухудшение состава и свойств

Сокращение самоочистки воды, загрязнение

То же

То же

Попадание загрязнений с осадками в воду, сокращение и исключение самоочищения То же

Дариенко О.Л. Курс лекций по дисциплине «Экологические основы природопользования»

-                вытеснение природы, замена естественного ландшафта в городе на искусственный (культурный или даже мертвый);

-                отдаление человека от прямых контактов с природой (визуальных, звуковых, обонятельных, осязательных), замена природных сенсорных воздействий на негативные искусственные, сопровождающаяся ростом их интенсивности;

-                воздействия на естественные биоритмы человека (повышенная ночная освещенность, шум, ночная работа вместо сна и пр.).

Техногенная эволюция городов и их среды двойственна: наряду с описанными признаками кризиса в результате экологизации городов и  городских технологий начало возрастать качество городской среды жизни во многих городах. Повышаются качество городской архитектурно-ландшафтной среды, качество и площадь  жилищ, качество и число коммунальных удобств, постепенно сокращаются выделяемые загрязнения, удовлетворяется все более широкий круг потребностей  жителей города. Это характерно в первую очередь для развитых стран,  но имеет место, хотя и в меньшей степени, и в других странах.

Демографический и экономический рост городов привел к увеличению техногенных воздействий на экосистемы не только вблизи городов, но и на большом удалении от них (к росту их экологического следа). Вследствие этого состояние городской среды во многих  растущих промышленных городах ухудшилось. Но эти воздействия, вероятно, были бы более опасны, если бы те же жители городов, с таким же потреблением и производством, жили менее концентрированно в сельских районах. Города, занимая небольшую часть  планеты, дают возможность сохранить остальную природу в неприкосновенности. Это позволяет утверждать, что города – будущее человечества; урбанизация не обязательно негативна для экосистем, а при ее экологичности – не только неизбежное, но и в целом положительное явление.

Город и городская среда существенно влияют на удовлетворение потребностей жителей, их здоровье и качество жизни. Поэтому экологизация городской среды является в настоящее время жизненно важной  потребностью человечества. Контрольные вопросы и задания

1.                   Охарактеризуйте современные тенденции развития мира.

2.                   Что понимают под процессом урбанизации? Считаете ли Вы, что это негативный/положительный процесс в развитии общества и окружающей среды?

3.                   Перечислите виды поселений, которые составили этапы развития процесса урбанизации?

4.                   Какие последствия повлек за собой рост городов?

5.                   Перечислите экологические проблемы современных городов.

6.                   Проанализируйте негативное воздействие процесса урбанизации для городских почв. 

7.                   Проанализируйте негативное воздействие процесса урбанизации для городской растительности. 

8.                   Проанализируйте негативное воздействие процесса урбанизации для животного мира городов. 

9.                   Проанализируйте негативное воздействие процесса урбанизации для воздушного бассейна города. 

10.               Проанализируйте негативное воздействие процесса урбанизации для водного бассейна города. 

11.               Какие кризисные явления, связанные с развитиям городов затрудняют развитие экологизации города?

Дариенко О.Л. Курс лекций по дисциплине «

12.               Укажите признаки глобального экологического кризиса, связанного тс развитием городов.

13.               Верно ли утверждение, что города – будущее человечества? Ответ обоснуйте. Задание для самостоятельного выполнения

1.                   Проанализируйте экологическую ситуацию в Вашем городе и сделайте вывод о безопасности проживания в нем.

2.                   Как Вы полагаете, какие мероприятия могут способствовать тому, чтобы сделать жизнь в Вашем городе более комфортной и безопасной?

3.                   Представьте, что Вы являетесь руководителем крупного архитектурного проекта, который запланировано провести в Вашем городе. Спроектируйте свой «чистый» город.

4.                   Представьте, что Вы являетесь руководителем химической лаборатории в Вашем городе. Предложите методы и технологии очистки воды, воздуха и защиты почвенного покрова в Вашем городе.

5.                   Если бы Вам случилось возглавить департамент экологии в Вашем городе, какие мероприятия по сохранению биоразнообразия Вы смогли бы предложить?

ЛЕКЦИЯ № 12. Принципы безотходных технологий

План

1.  Направления рационального использования природных ресурсов.

2.  Перспективы уменьшения загрязнения окружающей среды твѐрдыми отходами.

3.  Малоотходные и безотходные технологии: определение и     основные принципы. Если рассматривать отходы как загрязняющие вещества, то за ними требуется контроль. Если рассматривать отходы как источник энергии и материалов, то требуются альтернативные решения. Робин Мюррей

1. Направления рационального использования природных ресурсов

На протяжении всей истории человечества процесс использования природных ресурсов был стихийным. Мысль о неисчерпаемости природных ресурсов породила потребительское отношение к природе, что привело к усложнению экологической обстановки. 

ПРИРОДНЫЕ 

РЕСУРСЫ

                                                        Исчерпаемые                                                         Неисчерпаемые

(энергия солнца, ветра, морей и

                             Возобновимые                      Невозобновимые                                  ^{океанов)}

                   (вода, почва, лес, живот-        (полезные ископаемые)

                                   ный мир)                                                                                                                         

Рисунок 1 – Экологическая классификация природных ресурсов

Природные ресурсы - элементы природы, образовавшиеся в природной среде в результате естественных процессов.

Существует множество классификаций природных ресурсов. В рамках предложенного курса рассмотрим их экологическую классификацию (по критерию исчерпаемости).

О рациональном использовании природных ресурсов начали серьезно рассуждать только в последние несколько десятилетий. 

Рациональное природопользование - это такое воздействие на природные ресурсы, при котором они остаются стабильными или изменяются в предусмотренных масштабах.

Рациональное природопользование осуществляется в двух направлениях. Первое направление - снижение материалопотребления путем совершенствования технологии и организации производства, совершенствование техники, второй - повышение степени использования сырья за счет развития малоотходных и безотходных производств

2. Перспективы уменьшения загрязнения окружающей среды твѐрдыми отходами

Всѐ то, что человек добывает, производит, выращивает, потребляет, в конце концов, превращается в отходы. Часть из них удаляется вместе со сточными водами, другая часть в виде газов, паров и пыли попадает в атмосферу, но большая часть выбрасывается в виде твѐрдых отходов. 

Отходы - вещества, признанные непригодными для дальнейшего использования в рамках имеющихся технологий, или после бытового использования продукции.

                  АГРЕГАТНОЕ СОСТОЯНИЕ                                                                   ТОКСИЧНОСТЬ

- твердые            чрезвычайно опасные (ЧО)

- жидкие             высоко опасные (ВО)  газообразные     умеренно опасные (УО)

- малоопасные (МО)

                                  УТИЛИЗАЦИЯ                                           нетоксичные (НТ)

- прессуемые

- не прессуемые              ПРОИСХОЖДЕНИЕ

- промышленные

                    ХИМИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ                                          биологические

- горючие           бытовые 

- не горючие      радиоактивные

Рисунок 3 – Классификация отходов

Нужно отметить, что в настоящее время отсутствует общая научная классификация твѐрдых промышленных отходов, охватывающая всѐ их разнообразие по тем или иным признакам (рис. 3)

Главным направлением в устранении вредного воздействия на окружающую среду промышленных отходов является их использование в производственных циклах, т.е. организация малоотходных производств. Однако в ряде случаев для нейтрализации отходов приходится прибегать к уже известным технологиям переработки отходов.

Каждое из обозначенных направлений имеет ряд экологических недостатков. В связи с этим разработка безотходных и безводных технологических процессов - наиболее рациональный способ защиты окружающей среды от загрязнения, позволяющий значительно уменьшить антропогенную нагрузку.

Рисунок 4 – Направления переработки отходов

3. Малоотходные и безотходные технологии: определение и основные принципы.

Безотходная технология - технология, дающая теоретически достижимый минимум отходов всех видов.

Другими словами, под безотходными производствами можно понимать совокупность технологических процессов, в которых отходы одних используются в качестве сырья для других, что обеспечивает практически их полную утилизацию. Например, зола, образующаяся при сжигании органического топлива, может быть использована при производстве силикатного кирпича, как наполнитель бетонов и т.п.

Создание безотходных производств является весьма сложным и длительным процессом, промежуточным этапом которого является малоотходное производство. При малоотходном производстве воздействие на окружающую среду не превышает уровня, установленного санитарно-гигиеническими нормами. При этом по различным причинам (техническим, экономическим, организационным и др.) часть сырья и материалов может переходить в отходы и направляться на хранение или захоронение.

Малоотходная технология – технология, позволяющая получать технически достигнутый минимум твердых, жидких, газообразных и тепловых отходов и выбросов.

Это промежуточная ступень перед созданием безотходной технологии, подразумевающая приближение технологического процесса к замкнутому циклу. При малоотходной технологии вредное воздействие на окружающую среду не превышает уровня, допустимого санитарными органами. Часть сырья всѐ же превращается в отходы и подвергается длительному хранению или захоронению. 

отходы

                                                                                                                                                         продукция n-й стадии

ПРОИЗВОДСТВО

отходы

продукция 2 стадии

ПРОИЗВОДСТВО

отходы

продукция 1 стадии

        сырьѐ                                           ПРОИЗВОДСТВО

Рисунок 5 - Схема малоотходной технологической системы производства

Мало- и безотходные технологии позволяют добиться максимальной экологичности производства, «замкнув» ресурсный цикл.

Мало- и безотходные технологии позволяют добиться максимальной экологичности производства, «замкнув» ресурсный цикл.

Малоотходная и безотходная технологии должны обеспечить выполнение следующих задач:

-                комплексную переработку сырья с использованием всех его компонентов;

-                создание и выпуск новых видов продукции с учѐтом требований повторного еѐ использования;

-                переработку отходов производства и потребления с получением продукции или любое полезное их использование без нарушения экологического равновесия;  использование замкнутых систем промышленного водоснабжения;  создание безотходных комплексов.

Развитие малоотходных и безотходных производств можно разделить на следующие этапы: 

1)                     малая ресурсоѐмкость и незначительные выбросы в окружающую среду;

2)                     создание цикличности производств – отходы одних являются сырьѐм для других;

3)                     организация разумного захоронения неминуемых остатков и нейтрализация энергетических отходов.

Все этапы могут быть одновременными. В результате сокращаются экономические издержки производства, достигается комплексность использования сырья, и более эффективно решаются проблемы уменьшения загрязнения окружающей среды отходами.

Контрольные вопросы и задания

1.        Понятие природных ресурсов.

2.        Классификация природных ресурсов.

3.        Понятие рационального природопользования.

4.        Основные направления рационального природопользования.

5.        Понятие отходов и их классов опасности.

6.        Классификация отходов.

7.        Основные направления переработки отходов.

Как Вы думаете, какая из предложенных технологий является наиболее оптимальной? Каким образом? Ответ обоснуйте.

2.                   Приведите примеры мировых практик использования безотходных и малоотходных технологий в различных отраслях производства. Как Вы полагаете, что является причиной того, что подобные технологии не достаточно широко применимы?

3.                   Суть концепции Zero Waste (ноль потерь, ноль отходов) и перспективы ее использования в Украине.

4.                   Суть концепции Reduce-Reuse-Recycle (сокращение, переиспользование, переработка) и перспективы ее использования в Украине.

5.                   Перспективы извлечения ценных компонентов из отходов.

6.                   Как Вы полагаете, какие меры по минимизации отходов может предпринять каждый из нас?

ЛЕКЦИЯ № 13. Основные направления энергосбережения в национальной

экономике

План

1.  Энергетический кризис: причины и последствия 

2.  Экологические последствия использования традиционных источников энергии 

3.  Перспективы использования альтернативных источников энергии  

1. Энергетический кризис: причины и последствия

Человечество зависит от создания и использования источников энергии, потому что производимая ими работа во много раз превосходит мускульную силу человека и животных. Лишение энергетических ресурсов ведет к падению материального благосостояния.

Итак, проблема человечества в получении, преобразовании и консервирования энергии. Физикой установлен закон сохранения энергии в природе. Сам этот закон предсказывает глобальный кризис в получении энергии.

Энергия добывается из природных ресурсов: торф, уголь, нефть, газ. Запасенная в них химическая энергия накапливалась тысячи лет. Но в ближайшие десятки лет они будут исчерпаны, потребление энергии ограничится, что приведет к снижению уровня материального благосостояния человечества. Поэтому энергетическая проблема есть проблема №1.

Никакие иные источники энергии (солнечная, энергия волн, геотермальная, атомная и пр.) не дадут нам необходимой мощности, потому что в природе существует ограничение для плотности потока (выхода) энергии.

Сегодня в мире топливо пока добывается, электростанции работают безостановочно и мировое хозяйство функционирует в убыстряющемся режиме, однако энергетическая проблема остается одной из наиболее острых.

Это объясняется, во-первых, растущим разрывом между высокими темпами развития энергоемких производств развитых (а в ближайшей перспективе и развивающихся) стран и запасами невозобновимых энергоресурсов (нефть, газ, уголь); вовторых, негативными экологическими последствиями развития энергетики при сохранении традиционной структуры топливноэнергетического баланса (ТЭБ), при резком преобладании загрязняющих видов топлива (около 85% ТЭБ). Оба эти аспекта тесно взаимосвязаны, так как применение возобновимых (альтернативных) источников энергии могло бы значительно облегчить и ресурсную и экологическую напряженность в мире.

Бурно развивающаяся экономика на рубеже XX-XXI столетий требует все больших энергетических затрат. Наука предупреждает, что при современных объемах энергопотребления разведанных запасов органического топлива на Земле хватит примерно на 150 лет, в том числе нефти - на 35, газа - на 50 и угля - на 425 лет (точка отсчета - 1990 г.). Иногда эти прогнозы, высказываемые различными учеными, несколько не совпадают, однако лишь несколько, что, естественно, не придает человечеству дополнительного оптимизма. Таким образом, ограниченность природных запасов углеводородного сырья составляют сегодня главный стержень глобальной энергетической проблемы.

Конечно, по мере расширения поисковых работ достоверные запасы нефти, газа, угля, сланцев возрастают, но это слабое утешение. Во всем мире переходят к разработке месторождений сырья, менее продуктивных или расположенных в труднодоступных районах со сложными природными условиями, что сильно удорожает добычу. Так, эксплуатация нефти с буровых платформ на шельфе Мирового океана обходится гораздо дороже, чем на богатейших месторождениях Ближнего Востока. Во многих странах массовое бурение на нефть и газ ведется уже на глубинах 5-6 км. Истощение ресурсов заставляет вырабатывать ресурсосберегающую политику, широко использовать вторичное сырье.

Впервые об энергетической проблеме заговорили в середине 70х годов, когда на Западе разразился экономический кризис. В течение многих лет нефть оставалась самым дешевым и доступным видом топлива. Благодаря ее дешевизне стоимость энергии долго не изменялась, хотя ее потребление нарастало очень быстро. Арабские нефтедобывающие страны воспользовались продажей нефти как «политическим оружием» в борьбе за свои права и резко повысили на нее цены. Таким образом, основу энергетического кризиса составляли причины не только экономические, но и политические, социальные. Кризис знаменовал собой конец эпохи дешевых источников энергии. Было поставлено под сомнение использование нефти и газа в качестве энергетических ресурсов будущего. Напомним, что эти ресурсы - ценнейшее сырье для химической промышленности.

 Энергетический кризис – явление, возникающее, когда спрос на энергоносители значительно выше их предложения. Его причины могут находиться в области логистики, политики или физического дефицита.

Итак, сегодня энергетика мира базируется на невозобновляемых источниках энергии - горючих органических и минеральных ископаемых, а также на энергии рек и атома. В качестве главных энергоносителей выступают нефть, газ и уголь. Ближайшие перспективы развития энергетики связаны с поисками лучшего соотношения энергоносителей с попытками уменьшить долю жидкого топлива.

Человечество уже сегодня вступило в переходный период - от энергетики, базирующейся на органических природных ресурсах, которые ограничены, к энергетике на практически неисчерпаемой основе (ядерная энергия, солнечная радиация, тепло Земли и т. д.). Для этого периода характерны развитие энергосберегающих технологий и всемерная экономия энергии.

2. Экологические последствия использования традиционных источников энергии

Основные формы влияния энергетики на окружающую среду состоят в следующем.

1.                  Основной объем энергии человечество пока получает за счет использования невозобновимых ресурсов.

2.                  Загрязнение атмосферы: тепловой эффект, выделение в атмосферу газов и пыли.

3.                  Загрязнение гидросферы: тепловое загрязнение водоемов, выбросы загрязняющих веществ.

4.                  Загрязнение литосферы при транспортировке энергоносителей и захоронении отходов, при производстве энергии.

5.                  Загрязнение радиоактивными и токсичными отходами окружающей среды.

6.                  Изменение гидрологического режима рек гидроэлектростанциями и как следствие загрязнение на территории водотока.

7.                  Создание электромагнитных полей вокруг линий электропередач.

Согласовать постоянный рост энергопотребления с ростом отрицательных последствий энергетики, учитывая, что в ближайшее время человечество ощутит ограниченность ископаемого топлива, можно, по-видимому, двумя способами:

1.                  Экономия энергии. Степень влияния прогресса на экономию энергии можно продемонстрировать на примере паровых машин. Как известно, КПД паровых машин 100 лет назад составлял 3-5%, а сейчас достигает 40%. Развитие мировой экономики после энергетического кризиса 70 годов также показало, что на этом пути у человечества есть значительные резервы. Применение ресурсосберегающих и энергосберегающих технологий обеспечило значительное сокращение потребления топлива и материалов в развитых странах.

2.                  Развитие экологически более чистых видов производства энергии. Решить проблему, вероятно, способно развитие альтернативных видов энергетики, особенно базирующихся на использовании возобновляемых источников. Однако пути реализации данного направления пока не очевидны. Пока возобновимые источники дают не более 20 % общемирового потребления энергии. Основной вклад в эти 20% дают использование биомассы и гидроэнергетика.

Экологические проблемы традиционной энергетики

Основная часть электроэнергии производится в настоящее время на тепловых электростанциях (ТЭС). Далее обычно идут гидроэлектростанции (ГЭС) и атомные электростанции (АЭС).

1) Тепловые электростанции

В большинстве стран мира доля электроэнергии, вырабатываемой на ТЭС больше 50%. В качестве топлива на ТЭС обычно используются уголь, мазут, газ, сланцы. Ископаемое топливо относится к невозобновимым ресурсам. Согласно многим оценкам угля на планете хватит на 100-300 лет, нефти на 40-80 лет, природного газа на 50-120 лет.

Коэффициент полезного действия ТЭС составляет в среднем 36-39%. Наряду с топливом ТЭС потребляет значительное количество воды. Типичная ТЭС мощностью 2 млн. кВт ежесуточно потребляет 18 000 т угля, 2500 т мазута, 150 000 м³ воды. На охлаждение отработанного пара на ТЭС используются ежесуточно 7 млн. м³ воды, что приводит к тепловому загрязнению водоема-охладителя.

 Для ТЭС характерно высокое радиационное и токсичное загрязнение окружающей среды. Это обусловлено тем, что обычный уголь, его зола содержат микропримеси урана и ряда токсичных элементов в значительно больших концентрациях, чем земная кора.

При строительстве крупных ТЭС или их комплексов загрязнение еще более значительно. При этом могут возникать новые эффекты, например, обусловленные превышением скорости сжигания кислорода над скоростью его образования за счет фотосинтеза земных растений на данной территории, или вызванные увеличением концентрации углекислого газа в приземном слое. 

Из ископаемых источников топлива наиболее перспективным является уголь (его запасы огромны по сравнению с запасами нефти и газа). Основные мировые запасы угля сосредоточены в России, Китае и США. При этом основное количество энергии в настоящее время вырабатывается на ТЭС за счет использования нефтепродуктов. Таким образом, структура запасов ископаемого топлива не соответствует структуре его современного потребления при производстве энергии. В перспективе – переход на новую структуру потребления ископаемого топлива (угля) вызовет значительные экологические проблемы, материальные затраты и изменения во всей промышленности. Ряд стран уже начал структурную перестройку энергетики.

2) Гидроэлектростанции

Основные достоинства ГЭС – низкая себестоимость вырабатываемой электроэнергии, быстрая окупаемость (себестоимость примерно в 4 раза ниже, а окупаемость в 3-4 раза быстрее, чем на ТЭС), высокая маневренность, что очень важно в периоды пиковых нагрузок, возможность аккумуляции энергии.    

Но даже при полном использовании потенциала всех рек Земли можно обеспечить не более четверти современных потребностей человечества. В России используется менее 20 % гидроэнергетического потенциала. В развитых странах эффективность использования гидроресурсов в 2-3 раза выше, т.е. здесь у России есть определенные резервы. Однако сооружение ГЭС (особенно на равнинных реках) приводит ко многим экологическим проблемам. Водохранилища, необходимые для обеспечения равномерной работы ГЭС, вызывают изменения климата на прилегающих территориях на расстояниях до сотен километров, являются естественными накопителями загрязнений.

В водохранилищах развиваются сине-зеленые водоросли, ускоряются процессы эфтрофикации, что приводит к ухудшению качества воды, нарушает функционирование экосистем. При строительстве водохранилищ нарушаются естественные нерестилища, происходит затопление плодородных земель, изменяется уровень подземных вод.

Более перспективным является сооружение ГЭС на горных реках. Это обусловлено более высоким гидроэнергетическим потенциалом горных рек по сравнению с равнинными реками. При сооружении водохранилищ в горных районах не изымаются из землепользования большие площади плодородных земель.

3) Атомные электростанции

АЭС не вырабатывают углекислого газа, объем других загрязнений атмосферы по сравнению с ТЭС также мал. Количество радиоактивных веществ, образующихся в период эксплуатации АЭС, сравнительно невелико. В течение длительного

времени АЭС представлялись как наибо-

лее экологически чистый вид электростан-                                                                  

ций и как перспективная замена ТЭС, оказывающих влияние на глобальное потепление. Однако процесс безопасной эксплуатации АЭС еще не решен. С другой стороны, замена основной массы ТЭС на АЭС для устранения их вклада в загрязнение атмосферы в масштабе планеты не осуществима из-за огромных экономических затрат.

Чернобыльская катастрофа привела к коренному изменению отношения населения к АЭС в регионах размещения станций или возможного их строительства. Поэтому перспектива развития атомной энергетики в ближайшие годы неясна. Среди основных проблем использования АЭС можно выделить следующие.

1. Безопасность реакторов. Все современные типы реакторов ставят человечество под угрозу риска глобальной аварии, подобной Чернобыльской. Такая авария может произойти по вине конструкторов, из-за ошибки оператора или в результате террористического акта. Принцип внутренней самозащищенности активной зоны реактора в случае развития аварии по худшему сценарию с расплавлением активной зоны должен быть непреложным требованием при проектировании реакторов. Ядерная технология сложна. Потребовались годы анализа и накопленного опыта, чтобы просто осознать возможность возникновения некоторых типов аварий.

Неопределенности в отношении безопасности никогда не будут полностью разрешены заранее. Большое их количество будет обнаружено только во время эксплуатации новых реакторов.

3.                  Снижение эмиссии диоксида углерода. Считается, что вытеснение тепловых электростанций атомными поможет решить проблему снижения выбросов диоксида углерода, одного из главных парниковых газов, способствующих потеплению климата на планете. Однако, на самом деле, электростанции с комбинированным циклом на природном газе не только намного экономичнее, чем АЭС, но и при одних и тех же затратах достигается значительно большее снижение выбросов диоксида углерода, чем при использовании атомной энергии с учетом всего топливного цикла (потребление энергии при добыче и обогащении урана, изготовлении ядерного топлива и других затрат на «входе» и «выходе»).

4.                  Снятие с эксплуатации реакторов на АЭС. К 2010 г. половина из работающих в мире АЭС имела возраст 25 лет и более. После этого предполагается процедура снятия с эксплуатации реакторов. По данным Всемирной ядерной ассоциации (WNA), более 130 промышленных ядерных установок уже выведены из эксплуатации, либо ожидают этой процедуры. И во всех случаях возникает проблема утилизации радиоактивных отходов, которые надо надежно изолировать и хранить длительный срок в специальных хранилищах. Многие эксперты считают, что эти расходы могут сравняться с расходами на строительство АЭС. 

5.                  Опасность использования АЭС для распространения ядерного оружия. Каждый реактор производит ежегодно плутоний в количестве, достаточном для создания нескольких атомных бомб. В отработавшем ядерном топливе (ОЯТ), которое регулярно выгружается из реакторов, содержится не только плутоний, но и целый набор опасных радиационных элементов. Поэтому МАГАТЭ старается держать под контролем весь цикл обращения с отработавшим ядерным топливом во всех странах, где работают АЭС.

Примитивную атомную бомбу можно сделать из отработавшего ядерного топлива любой АЭС. Если для создания бомбы необходимы сложное производство, специальное оборудование и подготовленные специалисты, то для создания так называемых грязных ядерных взрывных устройств – все намного проще, и здесь опасность очень велика. При использовании такой «самоделки» ядерного взрыва, конечно, не будет, но будет сильное радиоактивное заражение. Такие устройства террористы и экстремисты могут изготовить самостоятельно, приобретя на ядерном черном рынке необходимые расщепляющие материалы. Такой рынок, как это ни прискорбно, существует, и атомная промышленность является потенциальным поставщиком таких материалов.

3. Перспективы использования альтернативных источников энергии

В настоящее время человечество активно потребляет уголь, нефть и природный газ для удовлетворения большинства своих энергетических потребностей, именно поэтому зависимость от ископаемого топлива представляет большую проблему. Ископаемые виды топлива являются ограниченным ресурсом, и их потребление приводит к загрязнению окружающей среды. Ввиду данных обстоятельств человечество стало искать альтернативные источники энергии. Возобновляемые источники энергии (далее ВИЭ) – это виды энергии, непрерывно возобновляемые в биосфере Земли. 

Классифицируются ВИЭ по следующему принципу: солнечная энергия, вода (энергия приливов и отливов, энергия рек), ветряная энергия, энергия биомассы, биогаза, геотермальная энергия. ВИЭ также принято называть «зеленой энергией».

Солнце является самым мощным источником энергии. Поэтому идея использования солнечной энергии возникла много веков назад, но не было создано технологий, чтобы воплотить мысли в реальность. Сейчас же изобрели фотоэлектрические батареи и солнечные коллекторы для сбора преобразования тепловой энергии в электрическую. Полученная энергия пригодна для отопительных и охлаждающих процессов, освещения домов.

Энергия ветра используется для получения энергии путем преобразования энергии воздушных масс в электрическую и тепловую. Считается, что ветер самый доступный источник энергии, но стоит отметить, что его характер изменчив и не предсказуем. Данный факт говорит о том, что получения энергии из ветра на постоянной основе является труднодостижимой задачей. В начале 2014 года на Китай (29%), США (19%), Германию (11%), Испанию (7%), Италию (3%) и Индию (6%) приходилось 75% всего электричества в мире, выработанного с использованием энергии ветра. Основным устройством для преобразования ветрового потока в механическую энергию является ветрогенератор.

Энергия воды активно используется для получения электроэнергии. Для ее производства существуют гидроэлектростанции и приливные электростанции. Гидроэнергетика представляет собой использование естественного движения вод океанов и рек. Гидроэлектростанции располагаются на реках, так как для их эффективной работы необходимо непрерывное обеспечение водой. Гидротехнические сооружения обеспечивают напор воды необходимый для работы гидротурбин и генераторов электроэнергии. Плотины, построенные вблизи гидроэлектростанций, поддерживают требуемый уровень напора воды.

Приливные электростанции располагаются на берегу морей. Главной их особенностью является то, что они вырабатывают энергию за счет смены приливов и отливов. Амплитуда прилива, обеспечивающая стабильную работу станции, должны быть более 5 метров. Отличие приливной электростанции от гидроэлектростанции в том, что она имеет возможность вырабатывать энергию при непостоянном уровне воды, за счет накопления воды в водохранилище.

Геотермальная энергия представляет собой тепло, пар и горячую воду, находящиеся внутри Земли. Концентрация геотермальной энергии велика в тех областях, где проходят границы тектонических плит и зоны их разломов. Ресурсы данного источника энергии огромны, но не используются так широко, как любые другие источники возобновляемой энергии. Геотермическая энергия экономически выгодна, надежна, стабильна, и безвредна для окружающей среды.

Биомасса является важным источником энергии, получаемым из материалов растительного происхождения, таких как травы и растения, древесина, органические компоненты промышленных отходов, отходы животноводства. Биомасса может быть преобразована в тепло, электричество и топливо. Стоит отметить, что энергия биомассы способствует увеличению благосостояния сельских районов.

Биогаз – это тип биотоплива, который является продуктом анаэробной биологической обработки биомассы, обычно отходов жизнедеятельности животных (навоза) или энергетических сельскохозяйственных культур. Биогаз может быть использован для выработки тепла и электричества. С помощью биогаза можно получить электроэнергию, тепло, пар, а также его можно использовать для получения автомобильного топлива. Так, например, Дания и Германия уже давно занимают лидирующие позиции среди развитых стран по производству и использованию биогаза.

Как и любой ресурс, возобновляемые источники энергии имеют свои преимущества и недостатки. Одним из основных преимуществ использования таких источников в производстве энергии является то, что они возобновляемы, то есть устойчивы и теоретически никогда не закончатся. Возобновляемый источник энергии производят экологически чистые энергетические продукты, тем самым причиняют наименьший вред окружающей среде. Альтернативные источники энергии дешевле и экономически выгоднее, чем другие источники генерируемой энергии. И в заключение, стоит отметить, что отсутствие экологических издержек, связанных с добычей, переработкой и транспортировкой ископаемого топлива из ВЭИ является важным преимуществом.

На фоне многочисленных плюсов использования возобновляемых источников энергии, отчетливо видны и их недостатки. К ним в первую очередь относятся нестабильный характер ВИЭ. Также стоит отметить, что энергию, получаемую из нетрадиционных источников энергии, трудно генерировать в большом объеме, поэтому прилагаются усилия для создания производств с использованием традиционных источников энергии.

На сегодняшний день возобновляемые источники энергии привлекают внимание стран и международных организаций. Так на заседаниях и саммитах стали регулярно поднимать вопросы об энергетических и экологических проблемах в мире, а также международном сотрудничестве и создании проектов на основе ВИЭ. Стали создаваться специальные документы по регламентации деятельность в области альтернативных источников энергии.

Основными стимулами для развития нетрадиционных источников энергии являются вопросы:

-      быстрорастущее население планеты;

-      неравномерное распределение мировых запасов ресурсов;

-      обеспечение энергетической безопасности стран, использующих импортные энергоресурсы;

-      политические конфликты на основе энергоресурсов;             уменьшение загрязнения окружающей среды.

В условиях ограниченности традиционных энергетических ресурсов, возникла потребность в выработке энергии путем использования возобновляемых источников энергии. До недавнего времени в сфере энергетики развивались лишь те направления, которые обеспечивали быстрый экономический рост. ВИЭ предполагалось вводить в производство лишь в тот момент, когда традиционные источники энергии будут исчерпаны или их добыча, станет чрезмерно дорогой. Но ситуация резко изменилась, когда стал ребром вопрос улучшения экологической обстановки в мире.

Возобновляемая энергия позволяет решить глобальные энергетические проблемы: изменение климата, возрастающий спрос на энергию и безопасность энергоресурсов. До недавнего времени возобновляемым источникам энергии не уделялось должного внимания, но потребность в улучшении качества жизни и налаживание международных контактов кардинально изменили отношение человечества к альтернативным источникам энергии. Теперь страны во всем мире ставят перед собой цель развивать «зеленую» энергетику, чтобы стимулировать экономический рост и устранять зависимости от импортируемых энергетических ресурсов.

Использование возобновляемых источников энергии, несомненно, являются большим шагом навстречу экологически чистому будущему. Они могут полноценно заменить традиционные источники и заметно сократить зависимость от импортируемых ресурсов. Стоит уделить должное внимание финансированию производств с использованием ВИЭ, так как они рассчитаны на долгосрочную перспективу и помогают сохранить традиционные энергетические ресурсы. Возобновляемая энергетика успешно развивается в мире. Энергетический прогресс будет продолжаться, в результате чего возобновляемые источники энергии станут более конкурентоспособными на рынке энергетики. Разработка проектов на основе ВИЭ и их реализация позволят не только сделать шаг навстречу инновационному развитию стран, но и повысить уровень экологической безопасности в мире.

Контрольные вопросы и задания

1.                   Что представляет собой энергетический кризис?

2.                   Укажите причины энергетического кризиса.

3.                   Укажите последствия энергетического кризиса.

4.                   Назовите основные формы влияния энергетики на окружающую среду.

5.                   Укажите пути возможного согласования роста энергопотребления с ростом отрицательных последствий энергетики.

6.                   Охарактеризуйте экологические проблемы, связанные с эксплуатацией тепловых электростанций.

7.                   Охарактеризуйте экологические проблемы, связанные с эксплуатацией гидроэлектростанций.

8.                   Охарактеризуйте экологические проблемы, связанные с эксплуатацией атомных электростанций.

9.                   Приведите классификацию возобновляемых источников энергии.

10.               Охарактеризуйте перспективы использования солнечной энергетики.

11.               Охарактеризуйте перспективы использования энергии ветра.

12.               Охарактеризуйте перспективы использования энергии воды.

13.               Охарактеризуйте перспективы использования приливных электростанций.

14.               Охарактеризуйте перспективы использования геотермальной энергетики.

15.               Охарактеризуйте перспективы использования биомассы.

16.               Охарактеризуйте перспективы использования биогаза.

17.               Назовите основные стимулы для развития нетрадиционных источников энергии. Задание для самостоятельного выполнения

1. Кейсовое задание «Альтернативная энергетика» Задание выполняется в подгруппах по 3-4 человека.

Вы – социально активные люди, участвующие в проекте продвижения новых источников электроэнергии, альтернативных традиционным. Вам предстоит подготовиться к встрече с жителями одного дома. 

Задача: объяснить суть предложения, убедить собравшихся в его перспективности; пояснить какие выгоды и затраты будут иметь жильцы, проживающие в доме, оборудованном  новым источником энергии; собрать подписи людей, выразивших согласие на монтаж и использование новшества. 

Для подготовки презентации целесообразно использовать составленный тезаурус по теме «Проблемы развития энергетики и пути их решения», найденные иллюстрации, отражающие оптимистический и пессимистический прогноз развития энергетики.

Для успешной презентации вам потребуется буклет (в зависимости от условий проведения урока – компьютерный класс или учебный кабинет, выполняется в электронном варианте – 5-7 слайдов или бумажном варианте - на одной стороне листа формата А4, лист ватмана), мини-анкета для сбора подписей. В буклете содержится краткая информация, раскрывающая предложение (важные потребительские характеристики источника энергии); аргументы; ответы  на возможные вопросы, которые могут быть заданы  жителями в беседе. Вы можете добавить недостающие условия, т.е. уточнить (конкретизировать) для себя следующее:

-       кто эти жители (контингент), 

-       какой дом (где расположен, сколько этажей), 

-       кто выступает инвестором проекта (отдельный предприниматель, известная организация, производитель),  

-       предлагается полное или долевое участие в финансировании;      сколько времени потребуется для реализации проекта.

На презентацию отводится 5-7 минут. 

Инструкция. Используя предложенные и дополнительные Инренет-ресурсы, отберите 10-15 новых понятий, характеризующих производство, передачу и эффективность потребления электроэнергии с позиции новых идей, исследований, достижений отечественной энергетики и передовых стран мира.

Подберите 4-5 иллюстраций (слайды, фото, комиксы), отражающих оптимистический и пессимистический прогноз развития энергетики, приведенные в тезаурусе термины и понятия.

Подберите яркие и понятные примеры, демонстрирующие возможности (потенциал) нетрадиционных источников энергии, средств ее передачи к потребителю и повышения эффективности использования.  

ЛЕКЦИЯ № 14. Эколого-экономические механизмы охраны окружающей 

среды

План

1.  Нормативы оценки состояния окружающей среды.

2.  Экономические механизмы регулирования загрязнения окружающей среды.

Оценивать природу только по стоимости ее материальных богатств – это все равно, что оценивать полотна великих художников по их метражу или по затратам на холст, краски и раму…  И. Сладков

1. Нормативы оценки состояния окружающей среды

Оценка окружающей среды предполагает сравнение ее состояния с определенными нормами. В качестве критериев могут выступать показатели естественного ненарушенного состояния природных комплексов или фоновые параметры среды. Для оценки окружающей среды применяются методы и критерии экологического нормирования, характеризующие степень возможного влияния человека на природу.

Экологическое нормирование - это процесс установления показателей предельно допустимого воздействия человека на окружающую природную среду  

Нормативные показатели устанавливаются на основе специальных исследований. Существуют санитарно-гигиенические, экологические и вспомогательные нормативы (рис. 1).

Поскольку часто невозможно исключить выбросы вредных веществ в окружающую среду в процессе производства, вводятся нормы предельно допустимых концентраций (ПДК) вредных веществ.

Все существующие нормы ПДК представляют собой компромисс между допустимым и реально существующим уровнем загрязнения окружающей среды. 

Для более полной оценки качества среды используются критерии, которые характеризуют предельно допустимую экологическую нагрузку, которую предприятие осуществляет на окружающую среду в единицу времени: 

-          ПДК – предельно допустимая концентрация вредных веществ;

-          ПДУ – предельно допустимый уровень воздействий;

-          ПДВ – предельно допустимый выброс вредных веществ;

-          ПДС – предельно допустимый сброс вредных веществ;

-          ПДН – предельно допустимая нагрузка на окружающую среду.

С показателями ПДК (лекции 5,6), ПДВ (лекция 5) и ПДС (лекция 6) мы познакомились ранее.

НОРМАТИВЫ КАЧЕСТВА ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ

                                САНИТАРНО-                                   ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ                               ВСПОМАГАТЕ

                           ГИГИЕНИЧЕСКИЕ                             Нормативы выбросов и                                ЛЬНЫЕ

-          ПДК вредных химических сбросов  Нормативы терминоловеществ  Нормативы шума и виб- гии

-          ПДК вредных физических рации  Организационные норвеществ  Нормативы биологиче- мативы

-          ПДК вредных биологиче- ских загрязнений  Правовые нормативы ских воздействий  Нормативы радиации

-          ПДУ радиации             Нормативы          использова-

-          ПДК химических веществ в           ния химических веществ в хо-

              продуктах питания                                     зяйстве

-          Нормативы          санитарных         и                        Строительные,    градозащитных зон   строительные правила

Рисунок 1 – Классификация нормативов качества окружающей среды

Предельно допустимый уровень (ПДУ) физического воздействия (радиационного воздействия, шума, вибрации, магнитных полей и др.) – это уровень, который не представляет опасности для здоровья человека, состояния животных, растений, их генетического фонда.

Предельно допустимая нагрузка на природную среду (ПДН) – это максимально возможные антропогенные воздействия на природные ресурсы, не приводящие к нарушению устойчивости экологических систем.

Следует учитывать, что санитарно-гигиенические показатели лишь частично соответствуют своему назначению, поскольку ПДК не учитывают влияние реальной территориальной ситуации. Например, ртуть, попадающая в воздух и почву в виде неорганических соединений, при небольшой концентрации не представляет большой опасности. Однако в воде ртуть и ее неорганические соединения переходят в высокотоксичную метилированную форму, токсичность которой в 30-100 раз больше.

Санитарно-гигиенические нормативы, установленные исходя из влияния различных веществ на организм человека, не учитывают реакцию на них других организмов. Загрязнения, допустимое для человека, может привести к нарушению состояния растений и животных. Поэтому для оценки состояния природной среды наряду с ПДК используют и экологические критерии.

2. Экономические механизмы регулирования загрязнения окружающей среды

Согласно Налогового Кодекса 2013 г. сбор за загрязнение окружающей среды был заменен экологическим налогом. Таким образом, современная система экоплатежей представлена системой уплаты экологического налога. 

Расчет экологических платежей представляет собой форму возмещения всего экономического ущерба от сбросов и выбросов загрязняющих веществ в природную окружающую среду по следующим направлениям:

-          выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух стационарными источниками загрязнения;

-          сбросы загрязняющих веществ непосредственно в водные объекты;

-          размещение отходов (кроме размещения отдельных видов (классов) отходов

как вторичного сырья, размещаемых на собственных территориях (объектах) субъектов хозяйствования);

-          образование радиоактивных отходов (включая уже накопленные);

-          временное хранение радиоактивных отходов их производителями сверх установленного особыми условиями лицензии срок.

-          ввоз, производство, приобретение транспортных средств и кузовов к ним, которые в дальнейшем подлежат утилизации.

Суммы налога, взимаемого за выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ стационарными источниками загрязнения (Пвс), исчисляются исходя из фактических объемов выбросов, ставок налога по формуле: n

                                                                                П_вс   (М_і Нп_і) ,                                                    (1)

i1

где М_і - фактический объем выбросов i-того загрязняющего вещества, т; Нп_i - ставки налога в текущем году за тонну i-того загрязняющего вещества, руб.

Суммы налога, взимаемые за сбросы загрязняющих веществ в водные объекты (Пс), исчисляются исходя из фактических объемов сбросов, ставок налога и корректирующих коэффициентов по формуле: n

                                                                          П_с   (Мл Нп К_і  _і  _ос) ,                                            (2)

i1

где Мл_і - объем сброса i-того загрязняющего вещества, т;

Нп_i - ставки налога в текущем году за тонну i-того вида загрязняющего вещества, руб.;

Кос - коэффициент, который равняется 1,5 и применяется в случае сброса загрязняющих

веществ в пруды и озера (в другом случае коэффициент равняется 1).

Суммы налога, взимаемого за размещение отходов (Прв), исчисляются исходя из фактических объемов размещения отходов, ставок налога и корректирующих коэффициентов по формуле: n

                                                                           П_рв   (Мл Нп К_і  _і  _о К_т) ,                                   (3)

i1

где Нп_i - ставки налога в текущем году за тонну i-того вида отходов, руб.; Мл_і - объем отходов i-того вида, т;

Кт - корректирующий коэффициент, учитывающий расположение места размещения отхо-

дов;

Ко - корректирующий коэффициент, равняющийся 3 и применяющийся в случае размещения отходов на свалках, не обеспечивающих полного исключения загрязнения атмосферного воздуха или водных объектов.

Контрольные вопросы и задания

1.                   Что предполагает собой оценка качества окружающей среды?

2.                   Что понимают под экологическим нормированием?

3.                   Что предшествует разработке нормативов оценки качества окружающей среды?

4.                   Классификация нормативов оценки качества окружающей среды.

5.                   Охарактеризуйте санитарно-гигиенические нормативы оценки качества окружающей среды.

6.                   Охарактеризуйте экологические нормативы оценки качества окружающей среды.

7.                   Охарактеризуйте вспомогательные нормативы оценки качества окружающей среды.

8.                   Что понимают под предельно допустимым уровнем физического воздействия?

9.                   Что понимают под предельно допустимой нагрузкой на природную среду?

10.               Чем представлена система экологических платежей в Украине?

11.               Что представляет собой расчет экологических платежей?

12.               По каким направлениям взимается экологический налог в Украине?

13.               Охарактеризуйте экологических налог, взимаемый за выбросы в атмосферный воздух.

14.               Охарактеризуйте экологических налог, взимаемый за сбросы загрязняющих веществ в водные объекты.

15.               Охарактеризуйте экологических налог, взимаемый за размещение отходов. Задание для самостоятельного выполнения Используя индивидуальные данные, решите задачи и сделайте соответствующие выводы.

Задание 1.

Определить сумму экологического налога за выбросы в атмосферный воздух загрязняющим промышленным предприятием.

Таблиця 1  Исходные данные

Название загрязняющего вещества         Ставка налога, руб./т         Фактический объем выброса, т

Оксид азота                                                           1434,71                              № по журналу +5,5

Сероводород                                                          4610,83                              № по журналу +3,8

Твердые вещества                                                   54,05                               № по журналу +10,8

Задание 2. 

Рассчитать общую сумму экологического налога за сбросы загрязняющих веществ в пруд от промышленного предприятия.

Таблиця 1 

Исходные данные

Название загрязняющего           Ставка налога,         Фактический объем выбро-

                     вещества                              руб./т                                    са, т                                    ^Кос

Азот аммонийный                             942,38                       № по журналу +4,9

Нефтепродукты                                 5543,80                     № по журналу +1,35                          

Хлориды                                              27,03                       № по журналу +15,8

Задание 3

Предприятие ежеквартально уплачивает налог за размещение умеренно опасных отходов составляют определенный  класс опасности. Зона размещения отходов находится в пределах 4 км от населенного пункта. Рассчитать общую сумму экологического налога за размещение отходов, которую платит предприятие.

Таблица 1  Исходные данные

Класс опасности      Ставка налога,           Фактический объ-     Корректирующие коэффициентов отходов           руб./т ем выброса, т             К_т           К_о ІІ-высокоопасные            29,96   ^{№ по журналу}  

+6,8

1

ІV-малоопасные                  2,93                   ^{№ по журналу}                                                          

+17,2 Как Вы считаете, почему нормативы для каждого поллютанта различны? С чем это связано?

ЛЕКЦИЯ № 15. Основные положения экономики природопользования

План

1.              Основные эколого-экономические показатели работы предприятия 

2.              Определение эффективности природоохранных мероприятий

3.              Экономическая оптимизация технологий природопользования с учетом экологических факторов 

4.              Экономический механизм природопользования и стимулирования природоохранной деятельности

1. Основные эколого-экономические показатели работы предприятия

В целях оценки и анализа степени негативного воздействия экономического развития на окружающую среду и результативности экологической деятельности на национальном, территориальном, отраслевом и корпоративном уровнях используется большое количество эколого-экономических критериев, как правило, не носящих обязательного нормативного характера, однако имеющих большое значение при планировании и контроле. В зависимости от назначения они по-разному называются и группируются.

Например, к ним относятся критерии: 

-              устойчивого развития; 

-              экологической безопасности; 

-              экологичности и природоемкости и др. 

В целом они ориентированы на улучшение соответствующих экологоэкономических показателей. 

Среди эколого-экономических показателей выделяются:

-              количественные и качественные; 

-              абсолютные и относительные; 

-              собственно экологические, социально-экологические, экологоэкономические.

Количественные эколого-экономические показатели предполагают использование физической или стоимостной величины измерения (т, шт., руб. и т. д.), качественные - измеряются в баллах, степени удовлетворенности или неудовлетворенности субъектов и т. д. 

Абсолютные эколого-экономические показатели измеряются в принятых единицах (т, м³ , шт., га, руб. и т. д.), относительные - демонстрируют соотношение абсолютных показателей (т/руб., руб./т, руб./руб. и т. д.). 

Собственно экологические показатели отражают состояние различных природных сред в районе расположения предприятия (осуществления производства); социально-экологические - состояние здоровья людей; эколого-экономические - состояние производства. 

К абсолютным собственно экологическим показателям относятся: 

1) показатели состояния атмосферного воздуха: 

-              максимальные разовые и среднегодовые уровни загрязнения атмосферы вредными веществами (мг/м³ , доли ПДК);   кислотность атмосферных осадков (ед.);  2) показатели состояния водных объектов: 

-              использование подземных и поверхностных вод (м³/год); 

-              максимальные разовые уровни загрязнения водных объектов вредными веществами (мг/л, доли ПДК); 

-              среднегодовые уровни загрязнения водных объектов вредными веществами (мг/л, доли ПДК); 

3) показатели состояния почвы: 

-       количество объектов размещения отходов (ед.); 

-       объем накопленных отходов (м³); 

-       площадь нарушенных земель (га); 

4) показатели состояния растительного и животного мира:

-       общая площадь лесных вырубок (га); 

-       численность промысловых зверей (тыс. голов) и др. 

К абсолютным эколого-экономическим показателям относятся: 

1) показатели охраны и рационального использования атмосферного воздуха: 

-      объем выбросов загрязняющих веществ, в т. ч. организованными и неорганизованными источниками (т); 

-      объем уловленных и утилизированных веществ (т); 

2) показатели охраны и рационального использования водных объектов: 

-       объем потребления воды (м³ /год); 

-       объем сбросов загрязняющих веществ (м³ /год);

-       объем уловленных и утилизированных веществ (м³ /год); 

3) показатели охраны и рационального использования земельных ресурсов: 

-      площадь нарушенных и отработанных земель (га);     объем восстановленных земель (га); 4) экологические затраты: 

-      затраты на природоохранную деятельность (руб.); 

-      ущерб, нанесенный окружающей природной среде (руб.);               платежи за загрязнение окружающей среды (руб.); 

-      плата за использование природных ресурсов (руб.) и др.

К абсолютным социально-экологическим показателям относятся: 

-      уровень заболеваемости персонала предприятия или окружающего населения (количество случаев); 

-      уровень смертности персонала (количество случаев); 

-      рождение физически или интеллектуально неполноценного потомства (количество случаев) и др. 

К эколого-экономическим показателям, рассчитываемым на предприятиях как соотношение абсолютных показателей в стоимостном выражении, относятся: 

-      коэффициент экологической опасности продукции; 

-      коэффициент экологической опасности технологии (производства). 

Коэффициент экологической опасности продукции определяется как отношение фактических экологических издержек, связанных с производством, переработкой и утилизацией продукции, к рыночной цене данной продукции. Если величина коэффициента больше 1, то экономический ущерб от негативного воздействия на окружающую среду превышает уровень экологических затрат, связанных с продукцией, и ее создание экономически нецелесообразно. 

Коэффициент экологической опасности технологии (производства) рассчитывается как отношение фактических экологических издержек к объему реализации всей выпущенной продукции. Если его величина больше 1, то экономический ущерб от негативного воздействия на окружающую среду превышает уровень экологических затрат, связанных с данной технологией (производством), и ее применение (осуществление) нецелесообразно.

2. Определение эффективности природоохранных мероприятий

Определение эффективности природоохранных является одним из основных вопросов экономики окружающей среды.

Под природоохранной деятельностью понимается комплекс целевых мер по предотвращению ущерба окружающей природной среде, по ликвидации последствий нанесенного ранее ущерба, а также управление, контроль, просветительская работа, образование в области охраны окружающей среды.

В случае тесного переплетения производственной и природоохранной деятельности к последней относится деятельность, направленная в конечном счете не на создание товарной продукции, а на улучшение качества окружающей природной среды.

Эффективность любой деятельности определяется отношением полученного результата (эффекта) к произведенным затратам.

Рассмотрим особенности макроэкономической структуры природоохранных затрат. Напомним, что природоохранные затраты – это расходы на мероприятия природоохранного значения: охрану от загрязнения атмосферного воздуха, водных ресурсов, земли от загрязнения отходами, рекультивацию земель, расходы на ведение лесного хозяйства и т.п. В практике экономического анализа различают две категории затрат природоохранного назначения: текущие и капитальные.

Капитальные затраты представляют собой деньги, овеществленные в основных средствах и материальных оборотных средствах экологического назначения. Прежде всего это государственные капитальные вложения на строительство объектов и сооружений по охране водных ресурсов и воздушного бассейна, земель, минеральных ресурсов и ресурсов животного мира. Капитальные вложения в природоохранные фонды могут достигать значительных размеров: например, затраты на газо-пылеочистное оборудование составляют более 20% стоимости основного технического оборудования. Помимо государственных капиталовложений на природоохранные мероприятия осуществляются капиталовложения комплексного характера. Это затраты собственных средств предприятий, которые имеют общепроизводственную направленность при одновременном природоохранном эффекте (затраты на совершенствование техники и технологии, на организацию производства в направлении комплексности использования сырья, на создание санитарно-защитных зон).

Величина капитальных затрат экологического назначения зависит от отраслевых особенностей производства. Например, в стройиндустрии они составляют 0,9% от капитальных затрат общего назначения, а в черной металлургии - 4,6%. Кроме того, величина капитальных вложений зависит от специфики природного объекта: больше всего расходов приходится на охрану и рациональное использование водных ресурсов, на охрану воздушного бассейна.

Объем капиталовложений изменяется по годам, отраслям, природным объектам, а также по регионам.

К текущим затратам относятся расходы на содержание и обслуживание основных средств природоохранного назначения, а также расходы на оплату сторонних услуг, связанных с охраной окружающей среды (экологический аудит, привлечение экспертов и т.д.). В состав расходов на содержание природоохранных сооружений входят затраты на оплату труда обслуживающего персонала, текущий и капитальный ремонты, амортизационные отчисления, энергетические расходы и т.д. Удельный вес природоохранных текущих затрат в общих затратах на производство товарной продукции колеблется в пределах 0,2-3%.

В целом текущие затраты по охране окружающей среды превышают размеры капитальных вложений почти в три раза, при этом соотношение по воздушному бассейну составляет 5:1, по водным ресурсам - 4:1.

Согласно типовой методике, расчет экономической эффективности природоохранных мероприятий основывается на сопоставлении затрат на их осуществление с экономическим результатом, достигнутым благодаря этим мероприятиям. В данном случае речь идет о категории экономического эффекта, достигаемого в результате проведения природозащитных мероприятий.

Установлено, что природоохранные затраты в 1-2% от ВНП предотвращают ущерб в размере 3-5% объема ВНП (причем, только от загрязнения атмосферы).

Оценка экономической эффективности природоохранных затрат имеет особенности, которые проявляются в различиях видов эффекта, а также в методах их определения. Необходимо учитывать следующие обстоятельства.

Во-первых, если природоохранные затраты обеспечивают прирост прибыли, то эффект от затрат выражается в виде предотвращенных потерь и дополнительных затрат, возникающих в результате загрязнения.

Во-вторых, региональный характер эффекта природоохранных мероприятий требует сопоставления затрат всех природопользователей данной территории.

И в-третьих, большая часть социальных результатов трудно поддается стоимостной оценке.

В соответствии с существующей методикой различают первичный эффект и конечный комплексный социально-экономический эффект от мероприятий по охране окружающей среды.

Первичный эффект заключается в снижении загрязнения окружающей среды и улучшения ее состояния и проявляется в снижении объемов загрязнений и концентраций вредных примесей в атмосфере, водной среде и почве. Учитывая необходимость сочетания экономических и экологических интересов предприятий, первичный эффект следует выражать непосредственно в виде приращения продукции, выпущенной без нарушения экологических норм.

Конечный эффект выражается в повышении уровня жизни населения, эффективности производства. При этом экономические результаты проявляются как прирост чистой продукции, снижение потерь сырья и материальных ресурсов, экономия затрат в непроизводственной сфере, снижение затрат из личных средств.

Социальный эффект проявляется в снижении заболеваемости населения, улучшении условий отдыха, сохранении природных ресурсов, имеющих эстетическую ценность. Специфика социального эффекта природоохранной деятельности заключена в преобладающем значении его качественных характеристик. Однако социальный эффект может быть учтен и в экономических показателях: экономия затрат на лечение, выплаты по больничным листам и пр.

Методика предусматривает расчет общей (абсолютной) и сравнительной экономической эффективности.

Абсолютная эффективность затрат на охрану окружающей среды определяется для выявления экономической результативности природоохранных мероприятий на различных уровнях хозяйствования (государство, регион, отрасль, предприятие).

Сравнительная эффективность затрат необходима для экономического обоснования и отбора наиболее приемлемых (оптимальных) вариантов мероприятий природоохранного значения.

Общая (абсолютная) экономическая эффективность природоохранных мероприятий определяется как отношение полного экономического эффекта к приведенным затратам на осуществление мероприятий:

Э^ij

                                                                              Э _                 ,                                         (1)

                                                                                                                          С Е К  n 

где Э - полный экономический эффект i-го вида на j-м объекте; 

С - текущие затраты;

К - капитальные затраты;

Еn - нормативный коэффициент эффективности капиталовложений, равный

0,12.

Полный экономический эффект устанавливается на основе расчета величины предотвращенного ущерба. Она измеряется разностью оценок экономического ущерба от загрязнения окружающей среды до и после проведения природозащитных мероприятий. Либо как экономический эффект, рассчитанный по формуле:

                                                       I C ₀ C ,                                           (2)

где I - экономический эффект или прирост национального дохода; 

С₀ - полные народнохозяйственные затраты до проведения природозащитных мероприятий;

С - полные народнохозяйственные затраты после проведения природозащитных мероприятий.

Сравниваемые варианты природозащитных мероприятий должны быть приведены в сопоставимый вид либо по объему экологически чистой продукции, либо по нормативному показателю качества окружающей среды. Показателем экономической эффективности сравниваемых вариантов является минимум совокупных затрат (производственного и природоохранного назначения):

                                                      K  П ^С min,                                           (3)

E_n

где К - капиталоемкость по каждому варианту; 

С - текущие затраты по каждому варианту; 

П - природоемкость продукции, которую характеризуют показатели водоемкости, землеемкости, величины образуемых отходов и т.п.

С позиций глобального эколого-экономического подхода в основе измерения экономической эффективности природоохранных мероприятий находится экологически чистая продукция. В данном случае ставятся задачи прекращения (перепрофилирования) экологически опасного производства не только как социально неэффективного, но и как нерентабельного с экономической точки зрения (по причине отсутствия спроса на экологически «грязную» продукцию).

3. Экономическая оптимизация технологий природопользования с учетом экологических факторов

Одним из принципов природоохранной политики является разработка, внедрение и функционирование действенного экономического механизма, способствующего процессам оптимизации использования природных ресурсов и минимизации отрицательного воздействия на окружающую среду.

Эколого-экономическая эффективность в сфере природопользования основывается на принципах обеспечения оптимального баланса между процессами удовлетворения потребностей общества и сохранением природно-ресурсного потенциала, как важнейшем условии устойчивого экономического развития общества.

Экономический механизм достижения экологической стабильности реализуется через экологизацию производства, государственное регулирование, целенаправленное планирование и управление природопользованием.

Экологическая эффективность мероприятий по рациональному природопользованию характеризуется системой показателей, отражающих соотношение между ожидаемыми результатами и необходимыми затратами.

Традиционная ориентация производства на потребление привела к вовлечению в оборот большого объема природных ресурсов без учета требований, диктуемых законами развития природы. Производственные процессы, используя природные ресурсы, не утилизируют их полностью, а возвращают в окружающую среду в виде, отходов, что приводит к неблагоприятным экологическим последствиям.

Переход к рыночным отношениям не является панацеей от экологических разрушений, так как каждый хозяйствующий субъект заинтересован в низких затратах и высокой прибыли, однако рост последней сдерживают издержки на восстановление природной среды. Поэтому независимо от уровня развития рыночных отношений каждое государство в лице своих институтов должно прогнозировать стратегию долгосрочного, устойчивого развития, заботясь о разумном сдерживании экономического роста, сопровождающегося неэффективным использованием природных ресурсов.

Концепция оптимизации использования природных ресурсов должна базироваться на рациональном (с точки зрения обеспечения экологического равновесия) выборе хозяйствующими субъектами ресурсов для производства продукции. Решение экологических проблем должно стать прерогативой государства, создающего правовую и нормативную базу природопользования.

Факторы, влияющие на оптимизацию природопользования, могут быть классифицированы по характеру (реальные и потенциальные), периоду (текущие и перспективные) и влиянию на показатели эффективности (экономические, социальные и экологические).

В группе экономических факторов оптимизации природопользования основополагающими являются факторы, способствующие экономии природных ресурсов. Экономия возможна за счет правильного построения сырьевых и энергетических балансов, улучшения организации работ по нормированию и прогнозированию расхода ресурсов, совершенствования учета и контроля использования ресурсов, повышения культуры производства.

Главным в экономии ресурсов является внедрение на базе целевых комплексных программ новой техники и технологий, учитывающих экологические и социальные последствия. Важно полнее использовать отходы производства, предотвращать потери ценных компонентов, повышать надежность обеспечения потребителей ресурсами. Этим определяется как удовлетворение платежеспособного спроса на ресурсы, так и возможность значительного сокращения их добычи из природной среды.

Социальные и экологические факторы обусловлены потребностями населения в создании чистой и благоприятной среды обитания, труда и отдыха людей, в обеспечении уровня загрязнения окружающей среды в пределах допустимых концентраций.

Приоритетным принципом экологического управления производством является минимизация отрицательного воздействия на окружающую среду, включая минимизацию отходов и использование сырьевых и энергетических ресурсов.

Под минимизацией отрицательного воздействия промышленного производства на окружающую среду принято понимать целенаправленные, последовательные изменения удельных показателей стоков и выбросов загрязняющих веществ, отходов от используемых ресурсов, а также экологических показателей готовой продукции, достигнутые в результате использования совокупности организационных, технологических и технических методов и средств.

4. Экономический  механизм природопользования и стимулирования природоохранной деятельности

Экономический механизм стимулирования рационального природопользования и охраны природы – это совокупность экономических методов управления, формирующих материальную заинтересованность в оптимизации взаимодействия между экономическими субъектами и окружающей средой.

Экономической стимулирование рационального природопользования и природоохранной деятельности осуществляется методами: 

1.                  Негативной мотивации (платежи, штрафы, возмещение ущерба, и т. п) 

2.                  Позитивной мотивации (налоговые и кредитные льготы, премирование и т.д.).

Инструменты косвенного эколого-экономического регулирования 

3.                  Государственные субсидии 

4.                  Кредитные инструменты 

5.                  Налоговые инструменты 

6.                  Инструменты системы страхования 

7.                  Рынок прав на загрязнение окружающей среды.

Субсидии: преимущества и недостатки 

                                  Преимущества:                                              Недостатки:

-         носят целевой характер   финансируются из госбюджета:  выдаются на конкурсной основе  нарушение принципа «загрязнитель пла-

-         позволяют заниматься природо- тит» (действует принцип «платит жертохранной деятельностью фирмам, не ва»)  имеющим на эти цели собственных  ведут к нарушению ценового мехасредств  низма и препятствуют эффективному           распределению ресурсов

Кредитные инструменты 

1.        Процентные ставки 

2.        Объемы кредитов 

3.        Сроки кредитов

4.        Условия кредитования (залог, гарантия) 

5.        Режим ускоренной амортизации природоохранного оборудования Все эти инструменты могут быть льготными или дискриминирующими.

Экологические налоги: интернализация внешних эффектов в соответствии с подходом Пигу 

Каждая фирма сталкивается с дилеммой: продолжать загрязнять окружающую среду и платить налоги по дискриминирующим ставкам или осуществлять природоохранную деятельность с целью получения налоговых льгот. Приспособление к экологическому налогу 

6.        Замена экологически «грязных» видов сырья на более безопасные 

7.        Сокращение объема применения экологически «грязного» сырья 

8.        Сокращение выпуска экологически «грязной» продукции 

9.        Введение экологически безопасной технологии производства 

10.   Осуществление природоохранных мероприятий 

11.   Использование более экологичных природоохранных технологий 

12.   Вторичное использование отходов производства 

13.   Перемещение в регион с менее жесткими экологическими требованиями  Экологические налоги: преимущества и недостатки 

Преимущества: -      Соответствие обеим парадигмам современной экологической политики  -      Высокая экономическая эффектив- ность  -      Низкие издержки контроля

-         Стимулирование           природоохранной деятельности  -         Содействие инновационному процессу Обеспечение природоохранной деятельности финансовыми ресурсами

99

                                    Недостатки:                         ущерба 

-         Невозможность точного измерения  Неадекватность налоговых ставок предельного эколого-экономического

Инструменты системы экологического страхования 

1.                  Обязательное страхование объектов, эксплуатация которых связана с высоким риском промышленных аварий и катастроф с тяжелыми экологическими последствиями 

2.                  Добровольное страхование от стихийных бедствий, которые могут сопровождаться загрязнением окружающей среды 

Рынок прав на загрязнение окружающей среды: реализация подхода Коуза к интернализации внешних эффектов: 

1.                  установление прав собственности на окружающую среду, включая возможность ее загрязнения 

2.                  передача прав на загрязнение окружающей среды экономическим субъектам с возможностью их последующей перепродажи на рынке

Алгоритм формирования рынка прав на загрязнение окружающей среды 

1.                  Выделение пространственно ограниченного региона 

2.                  Установление для данного региона предельно допустимого уровня загрязнения определенным веществом 

3.                  Разделение этого суммарного объема загрязнений на определенное количество частей (квот), каждая из которых фиксируется в специальном документе 

Первичный рынок: передача фирмам их квот бесплатно или путем продажи на аукционе 

Вторичный рынок: продажа неиспользованных квот экологически благополучными фирмами и покупка дополнительных квот фирмами с высокими природоохранными издержками 

Рынок прав на загрязнение окружающей среды: 

                                   преимущества                                                недостатки

-         сведение к минимуму бюрократиза-  высокие информационные издержции экологической политики ки 

-         экономическая эффективность  отсутствие четкого критерия рас низкие издержки контроля пределения квот 

-         поддержание желательного уровня  в глобальном масштабе – возможзагрязнения окружающей среды через ность отдельных стран и регионов влидействие рыночного механизма  ять на ход мирового развития путем ма-

-         возможность применения для реше- нипулирования квотами ния глобальных экологических проблем

Контрольные вопросы и задания 1. Укажите основные эколого-экономические показатели оценки воздействия предприятий на окружающую среду.

2.                   Охарактеризуйте количественные эколого-экономические показатели.

3.                   Охарактеризуйте абсолютные эколого-экономические показатели.

4.                   Охарактеризуйте собственно экологические показатели.

5.                   Какие показатели входят в группу абсолютных собственно экологических показателей?

6.                   Какие показатели входят в группу абсолютных эколого-экономических показателей?

7.                   Какие показатели входят в группу абсолютных социально-экологических показателей?

8.                   Какие показатели входят в группу эколого-экономических показателей?

9.                   Каков смысл коэффициента экологической опасности продукции?

10.               Каков смысл коэффициента экологической опасности технологии (производства)?

11.               Что понимают под понятием природоохранной деятельностью?

12.               Охарактеризуйте понятие природоохранных затрат.

13.               Что представляют собой капитальные природоохранные затраты?

14.               Что представляют собой текущие природоохранные затраты?

15.               Какие виды эффектов можно получить от реализации природоохранной деятельности?

16.               Что представляет собой первичный эффект от реализации природоохранных мероприятий?

17.               Что представляет собой конечный эффект от реализации природоохранных мероприятий?

18.               Что представляет собой социальный эффект от реализации природоохранных мероприятий?

19.               Охарактеризуйте абсолютную эффективность затрат на охрану окружающей среды.

20.               Охарактеризуйте общую (абсолютную) экономическую эффективность природоохранных мероприятий

21.               Что представляет собой полный экономический эффект природоохранных мероприятий?

22.               Укажите факторы, влияющие на оптимизацию природопользования. Задание для самостоятельного выполнения

Проектной организацией разработан проект строительства природоохранных объектов, которые включают очистные сооружения с элементами повторного и оборотного водоснабжения и газопылеулавливающие установки. Предусмотрена утилизация ценных компонентов (ценных веществ) из сточных вод и газопылевых выбросов.

Проект предлагается к внедрению на действующем специализированном предприятии, использующем свежую воду в пределах лимита из открытого водоема.

Технико-экономические показатели предприятия до внедрения предполагаемого проекта приведены в табл. 1.

Предполагается, что действующее предприятие не имеет природоохранных объектов. Газопылевые выбросы направляются в атмосферу через трубу высотой 200 м. Среднегодовое значение разницы температур в устье трубы и в окружающей атмосфере +50 ⁰С. До установки газопылеулавливающих установок состав загрязнений одинаков по фракциям, скорость оседания частиц более 20 см/с.

На основе всех исходных данных (табл. 1), пользуясь приведенной методикой и рекомендованным порядком расчета, следует рассчитать экономический эффект от внедрения мероприятия, экономическую эффективность природоохранных инвестиций, сделать вывод о целесообразности или нецелесообразности затрат на реализацию природоохранных мероприятий.

Дариенко О.Л. Курс лекций по дисциплине «Экологические основы природопользования»

ЛЕКЦИЯ № 16. Международное сотрудничество в рамках концепции устойчи-

вого развития

1.  Основные направления международного сотрудничества 

2.  Правительственные и неправительственные природоохранные организации 

3.  Становление и сущность концепции устойчивого развития 

4.  Критерии и показатели устойчивого развития 

5.  Проблемы и перспективы становления устойчивого развития

1. Основные направления международного сотрудничества 

Международное сотрудничество в решении глобальных экологических проблем – это международная деятельность на правительственном и неправительственном уровнях, осуществляемая в рамках межгосударственных соглашений, международных программ ООН, ЮНЕСКО и др., экологических программ и проектов, осуществляемых частными и государственными экологическими фондами и направленных на объединение усилий государств, частных лиц и общественных объединений в преодолении глобальных экологических проблем человечества. 

Международное сотрудничество в области охраны окружающей природной среды регулируется международным экологическим правом, в основе которого лежат общепризнанные принципы и нормы. Высокая приоритетность экологического фактора в международных отношениях постоянно возрастает, что связано с ухудшением состояния окружающей среды.

Объекты международного сотрудничества в области охраны окружающей природной среды делятся на несколько групп. Так, выделяют национальные и международные объекты. К первым, то есть внутригосударственным, относятся недра, земля, воды, животный и растительный мир, которые находятся на территории государства. К международным объектам охраны окружающей среды относятся атмосферный воздух, Мировой океан, Антарктида и другие, которые не входят в юрисдикцию государств и не являются чьим-либо национальным достоянием. Они осваиваются и охраняются на основании различных конвенций, договоров, протоколов и других документов, отражающих совместные усилия международного сообщества.

Одним из актуальных направлений в организации международного экологоправового сотрудничества является прогнозирование возможностей возникновения и масштабов распространения новых техногенных факторов, оказывающих вредное влияние на экологическую обстановку, и разработка на данной основе системы мер по снижению степени негативного их воздействия на природную среду, климат, здоровье населения, духовные, социальные и прочие ценности человека и общества. Перспективной формой научно-технической интеграции с учетом обеспечения экологической безопасности может служить разработка многосторонних целевых программ сотрудничества, ориентированных на приоритетное решение взаимосвязанных научных и технических проблем на основе долевого участия в их финансовом, материально-техническом и другом об

Формы международного сотрудничества в области охраны окружающей среды различны:

–   международные организации по охране природы;

–   международные договоры, соглашения, конвенции;

Дариенко О.Л. Курс лекций по дисциплине «

–   государственные инициативы по международному сотрудничеству.

2. Правительственные и неправительственные природоохранные организации

Международные организации по охране природы. В настоящее время в мире функционирует более 100 различных международных организаций, занимающихся вопросами экологии.

Наиболее авторитетная международная межправительственная из них – Организация Объединенных Наций (ООН). Одно из важнейших направлений ее деятельности – сотрудничество в области охраны природы. ООН рассматривает важные вопросы на Генеральной Ассамблее, принимает резолюции и декларации, проводит международные совещания и конференции. ООН разработала и приняла специальные принципы охраны окружающей человека среды, в частности, в Декларации

Стокгольмской конференции ООН (1972 г.) и во Всемирной Хартии природы (1982 г.).

При ООН функционируют специализированные международные организации по охране окружающей среды.

Специальный орган ООН по окружающей среде (ЮНЕП) осуществляет долгосрочную программу по охране окружающей среды, для финансирования которой Генеральная Ассамблея ООН создала Фонд окружающей среды.

Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ) осуществляет программу «Ядерная безопасность и защита окружающей среды».

Организация Объединенных Наций по вопросам образования, науки и культуры (ЮНЕСКО) занимается организацией исследования окружающей среды и ее ресурсов, ею одобрены программы «Человек и биосфера», «Человек и его окружающая среда».

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) занимается проблемами гигиены окружающей среды, борьбы с загрязнением атмосферного воздуха.

Всемирная метеорологическая организация (ВМО) занимается изучением климата.

Всемирная организация продовольствия (ФАО) занимается вопросами продовольственной безопасности отдельных стран и всего мира.

Важная роль в решении экологических проблем принадлежит международной неправительственной организации – Международному союзу охраны природы и природных ресурсов (МСОП), который содействует сотрудничеству между правительствами, национальными и международными организациями, а также отдельными лицами по вопросам защиты природы и охраны природных ресурсов. МСОП подготовил Международную Красную книгу (10 томов).

Вопросами сохранения биологического разнообразия активно занимается Всемирный фонд дикой природы (ВВФ).

Главным направлением деятельности международной общественной организации «Гринпис» является противодействие радиоактивному загрязнению окружающей среды.

Международные договоры, соглашения, конвенции - важный инструмент сотрудничества. Различаются договоры общие и специальные, многосторонние и двусторонние, глобальные и региональные. Готовятся и рассматриваются они по инициативе отдельной страны (стран) или международной организации.

Результатом международного экологического сотрудничества является заключение международных договоров, соглашений, конвенций. Среди них такие важные, как:

Базельская конвенция о контроле за трансграничной перевозкой опасных отходов и их утилизации (1989 г., Базель, Швейцария). Цели: обязательства сторон по сокращению трансграничного перемещения отходов, включенных в перечень Конвенции; максимальное снижение объема и токсичности опасных отходов, обеспечение экологичного использования; оказание помощи развивающимся странам в утилизации опасных отходов.

Венская конвенция о гражданской ответственности за ядерный ущерб (1963

г., Вена, Австрия). Цели: установление некоторых минимальных норм для обеспечения финансовой защиты от ущерба, возникающего в результате определенных видов мирного использования ядерной энергии, а также развитие дружеских отношений между нациями независимо от различий их конституционных и социальных систем.

Венская конвенция об охране озонового слоя (1985 г., Вена, Австрия). Цели: защита и охрана здоровья людей и окружающей среды от неблагоприятных воздействий, связанных с изменениями в озоновом слое.

Конвенция о биологическом разнообразии (1992 г., Рио-де-Жанейро, Бразилия). Цели: сохранение биологического разнообразия, устойчивое использование компонентов биологического разнообразия, справедливое распределение преимуществ от использования генетических ресурсов.

Конвенция о водно-болотных угодьях, имеющих международное значение, главным образом в качестве местообитаний водоплавающих птиц (Рамсарская конвенция). Цели: приостановка нарастающего освоения и утраты водно-болотных угодий; признание их экологической, экономической, культурной, научной и рекреационной ценности.

Конвенция о запрещении военного или любого иного враждебного использования средств воздействия на природную среду (1977 г., Женева, Швейцария). Цели: упрочение мира, прекращение гонки вооружений, достижение всеобщего и полного разоружения под строгим международным контролем, устранение опасности для человечества военного или любого враждебного использования средств воздействия на природную среду.

Конвенция о международной торговле видами дикой фауны, и природы, находящимися под угрозой исчезновения (СИТЕС, 1973 г., Вашингтон, США). Цели: охрана отдельных видов, находящихся под угрозой исчезновения, от переэксплуатации, ввод системы таможенного контроля.

Конвенция о трансграничном воздействии промышленных аварий (1992 г., Хельсинки, Финляндия). Цели: защита людей и окружающей среды от промышленных аварий путем предотвращения таких аварий, насколько это возможно, уменьшения их частоты и серьезности, смягчения их воздействия.

Конвенция о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния (1979 г., Женева, Швейцария). Цели: защита людей и окружающей среды от загрязнения воздуха; ограничение, постепенное сокращение и предотвращение загрязнения воздуха, включая трансграничное загрязнение.

Конвенция об охране дикой фауны и флоры и природных сред обитания в Европе (1979 г., Берн, Швейцария). Цели: сохранение дикой фауны и флоры и их природных сред обитания, особенно тех видов и местообитаний, охрана которых требует сотрудничества ряда государств; содействие такому сотрудничеству.

Конвенция об охране мигрирующих видов диких животных (1979 г., Бонн, Германия). Цели: охрана видов диких животных, мигрирующих через национальные границы.

Конвенция об оценке воздействия на окружающую среду в трансграничном контексте (1991 г., ЭСПО, Финляндия). Цели: содействие устойчивому экономическому развитию; использование оценки воздействия на окружающую среду в качестве предупредительной меры против трансграничной деградации окружающей среды.

Конвенция ООН по морскому праву (1982 г. Монтего Бей, Ямайка). Цели: создание нового правового режима в отношении окружающей среды морей и океанов, принятие правил природоохранных стандартов и положений, касающихся загрязнения морской среды.

Конвенция по борьбе с опустыниванием (1994 г., Париж, Франция). Цели: борьба с опустыниванием и ликвидация последствий засухи в странах, которые подвергаются опустыниванию, использование засушливых земель.

Конвенция по защите Черного моря от загрязнения (1992г., Бухарест, Румыния). Цели: решение экологических и природоохранных проблем на международном уровне по предотвращению и уменьшению загрязнения морских вод Черного моря.

Рамочная Конвенция ООН об изменении климата (1992 г., Нью-Йорк, США). Цели: стабилизация концентрации в атмосфере парниковых газов на уровне, который предотвратит антропогенное вмешательство в систему формирования климата.

Соглашение о сотрудничестве в области изучения, разведки и использования минерально-сырьевых ресурсов (1997 г., Москва). Цели: развитие взаимодействия в экономической и научно-технической сферах, совершенствование механизма научных, производственных и экономических связей; эффективное решение проблем изучения, разведки и рационального использования минерально-сырьевых ресурсов, геоэкологии и охраны окружающей среды.

Соглашение по охране и использованию трансграничных водотоков и международных озер (1992г., Хельсинки, Финляндия). Цели: принятие национальных и международных мер по охране, рациональному использованию трансграничных вод.

Стратегия защиты окружающей среды Арктики (1991г., Рованиеми, Финляндия). Цели: сотрудничество в области научных исследований по уточнению источников, путей переноса, выпадений и влияния на регион основных загрязнителей; осуществление и усиление мер контроля за загрязняющими веществами; оценка потенциального воздействия на окружающую среду региона, охрана арктической флоры и фауны, биоразнообразия и местообитаний, интегрирование арктических интересов в глобальный природоохранный процесс.

Первым международным документом, использующим рыночный механизм для решения глобальных проблем изменения климата, был Протокол о сокращении выбросов парниковых газов, подписанный в 1997 г. в Киото главами 55 государств. На сегодня среди стран – участниц  Киотского протокола доля выбросов Японии составляет 6,7%, России – 16,75%, стран ЕС – 23%, США – 33,6%.

В условиях ухудшающегося экологического состояния различных территорий и стран, нарастающего глобального потепления климата на Земле должны получить дальнейшее развитие направления и формы международного сотрудничества в области охраны окружающей среды и использования природных ресурсов.

Международное сотрудничество в области охраны окружающей среды регулируется международным экологическим правом. В его основе лежат общепризнанные мировым сообществом принципы и нормы. В истории становления основных экологических принципов международного сотрудничества можно выделить следующие важнейшие этапы.

Конференция ООН по проблемам окружающей человека среды (Стокгольм, 1972 г.). По итогам работы конференции была принята Декларация, в которой определялись стратегические цели и направления действий мирового сообщества в области охраны окружающей среды. Декларация содержала 26 основных принципов охраны окружающей человека среды.

Кроме того, 5 июня был провозглашен Всемирным днем окружающей среды. Был образован постоянно действующий орган ООН по окружающей среде (ЮНЕП) со штаб-квартирой в г. Найроби (Кения).

Всемирная хартия природы (ВХП), одобренная Генеральной Ассамблеей ООН (1982 г.). В ней вновь были подтверждены и развиты важнейшие принципы международного сотрудничества в области охраны окружающей среды. Таких принципов стало 27. Всемирная хартия природы определила приоритетные направления экологической деятельности международного сообщества на тот период.

Конференция ООН по окружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро, 1992

г.). В ней приняли участие 114 глав государств, представители 1600 неправительственных организаций. Это крупнейший экологический форум в истории человечества. Впервые главы государств и правительств разных стран договорились о путях решения важнейших глобальных; экологических проблем, включая кардинальные изменения в экономике и социальной сфере. Впервые был общепризнан приоритет экологических интересов человечества над экономическими.

На конференции были одобрены пять основных документов: Декларация РИО об окружающей среде и развитии; Повестка дня на XXI в.; Заявление о принципах управления, сохранения и устойчивого развития всех типов лесов; Рамочная конвенция по проблеме изменений климата; Конвенция по биологическому разнообразию.

Одним из важнейших итогов Конференции было принятие концепции (стратегии) устойчивого развития. Под устойчивым развитием понимается одновременное решение проблем экономики и экологии. Цель стратегии – не заменяя национальных программ охраны окружающей среды, дать основные ориентиры.

Всемирный саммит по устойчивому развитию «Рио+10» (Йоханнесбург (ЮАР), 2002 г.). На саммите были подведены итоги первого десятилетия движения мирового сообщества по пути устойчивого развития. По данным ООН, многие решения по охране окружающей среды, принятые в Бразилии, оказались невыполненными, глобализация не принесла пользы большей части человечества, несмотря на общий экономический подъем, помощь развивающимся странам сократилась. Одним из принятых на саммите итоговых документов стал «План борьбы с бедностью и сохранения окружающей среды».

3. Становление и сущность концепции устойчивого развития

К началу третьего тысячелетия человечество подошло в состоянии кризиса цивилизации – экологического, экономического, демографического и социального. Особенно остро стоит проблема загрязнения окружающей среды. На протяжении многих лет состояние окружающей среды не улучшается, несмотря на значительные усилия, предпринимаемые развитыми странами. Потребительско-технологический подход к природе, отношение к ней как к бесплатному неисчерпаемому источнику богатств привели к неустойчивости взаимодействия природы и общества.

Одна из важнейших проблем человечества - поддержка процесса устойчивого развития и сохранения биосферы на основе снижения нагрузки на экосистемы. Применение комплекса экономических, социальных и экологических индикаторов устойчивого развития основано на базовых принципах, сформулированных на конференции ООН в Рио-де-Жанейро.

Термин «устойчивое развитие» был введен в широкое употребление Международной комиссией по окружающей среде и развитию (Комиссия Брунтланд) в 1987 году. 

Устойчивое развитие (англ. sustainable development)-развитие, которое удовлетворяет потребности настоящего времени, но не ставит под угрозу способность будущих поколений удовлетворять свои собственные потребности.

Рисунок 1 – Схема концепции устойчивого разбития

Концепция устойчивого развития появилась в результате объединения трех основных точек зрения: экономической, социальной и экологической. Устойчивое развитие включает в два ключевых понятия.

понятие потребностей в том числе приоритетных (необхо- димых для существования беднейших слоев населения)

понятие ограничений  накладываемых на способность окру- жающей среды удовлетворять нынеш- ние и будущие потребности человече- ства

Рисунок 2 – Ключевые понятия концепции устойчивого развития

Концепция устойчивого развития основывается на пяти основных принципах. 

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ

КОНЦЕПЦИИ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ

1.Человечество действительно способно придать развитию устойчивый и долговременный характер

2.Имеющиеся ограничения в области эксплуатации природных ресурсов относительны 

3.Необходимо удовлетворить элементарные потребности всех людей и всем предоставить возможность реализовывать свои надежды на более благополучную

4.Согласовать образ жизни тех, кто располагает большими средствами с экологическими возможностями планеты 

5.Размеры и темпы роста населения должны быть согласованы с меняющимся производительным потенциалом глобальной экосистемы Земли

Рисунок 3 – Основные принципы концепции устойчивого развития

В рамках настоящего курса актуальным остается вопрос об экологически устойчивом развитии.

Экологически устойчивое развитие – развитие, при котором благополучие людей обеспечивается сохранением источников сырья и окружающей среды.

4. Критерии и показатели устойчивого развития

Индикаторы устойчивого развития должны отражать экономические, социальные и экологические аспекты удовлетворения потребностей современного поколения без ограничения потребностей будущих поколений по удовлетворению собственных потребностей. Чтобы развитие могло считаться устойчивым, оно должно осуществляться с учетом достижения экономического роста, но при обеспечении его сбалансированности с потребностями общества по улучшению качества жизни и предотвращения деградации окружающей среды.

Мировой опыт в области разработки индикаторов устойчивого развития показывает, что существуют два подхода к их построению: 

1) построение системы индикаторов, каждый из которых отражает отдельные аспекты устойчивого развития. Чаще всего в рамках общей системы выделяются следующие подсистемы показателей: 

-      экологические

-      экономические

-      социальные,

-      институциональные.

2) построение интегрального, агрегированного индикатора, на основе которого можно судить о степени устойчивости социально-экономического развития. Агрегирование обычно осуществляется на основе трех групп показателей:

-             эколого-экономических,

-             эколого-социально-экономических,        экологических.

Системы индикаторов устойчивого развития.

Система индикаторов, разработанная Комиссией ООН по устойчивому развитию (КУР ООН).

Одна из самых полных по охвату систем индикаторов устойчивого развития разработана КУР ООН. Индикаторы разбиты на основные группы:

-             индикаторы социальных аспектов устойчивого развития, 

-             индикаторы экономических аспектов устойчивого развития, 

-             индикаторы экологических аспектов устойчивого развития (включая характеристики воды, суши, атмосферы, других природных ресурсов, а также отхо-

дов),

-             индикаторы институциональных аспектов устойчивого развития (программирование и планирование политики, научные разработки, международные правовые инструменты, информационное обеспечение, усиление роли основных групп населения).

Предложенные в проекте индикаторы требуют специальных преобразований, приспособления к конкретным условиям, а в некоторых случаях - расширения для отдельных стран.

Индикаторы разбиты на три категории с учетом их целевой направленности: 

-             индикаторы -движущая сила, характеризующие человеческую деятельность, процессы и характеристики, которые влияют на устойчивое развитие; 

-             индикаторы состояния, характеризующие текущее состояние различных аспектов устойчивого развития; 

-             индикаторы реагирования, позволяющие осуществлять политический или какой-либо другой способ реагирования для изменения текущего состояния.

Система экологических индикаторов Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР)

Широкое признание в мире получила система экологических индикаторов ОЭСР. Членами этой организации являются 30 экономически развитых государств Европы, Северной Америки, Азиатско-Тихоокеанского региона (Австрия, Бельгия, Великобритания, Германия, Греция, Дания, Испания, Италия, Австралия, Канада, США, Мексика, Польша и др.).

Страны ОЭСР развивают программу экологических индикаторов, начиная с 1990 г., на основе следующих требований: 

-      согласование терминологии и концептуальных рамок, общих для стран

ОЭСР;

-      идентификация и определения индикаторов по следующим критериям.

Критериями для отбора индикаторов служат:

1)  актуальность для реализуемой политики, 

2)  измерение этих индикаторов в большинстве стран, 

3)  регулярное использование их в аналитических обзорах и исследованиях по окружающей среде. 

Индикаторы используются для трех главных целей: отслеживания прогресса в показателях окружающей среды; лучшей интеграции экологических интересов в секторальную политику; лучшей интеграции экологических интересов в экономическую политику.

Система индикаторов для улучшения управления природопользованием в Центральной Америке

Система индикаторов, разработанная для улучшения управления природопользованием построена как и в схеме ОЭСР, (т.е. с использованием тех же четырех типов индикаторов: давление, состояние, воздействие, реакция) построена в Центральной Америке («Developing indicators. Experience from Central America». The World Bank, UNEP, CIAT 2000). Исследования осуществлены Всемирным Банком совместно с Программой ООН по окружающей среде (UNEP) и Международным центром тропического сельского хозяйства (CIAT). Отличительная особенность проекта - представление индикаторов в виде геоинформационных систем, что делает материал более наглядным и облегчает планирование и принятие решений. Индикаторы отражают все сферы функционирования общества: экономическую, экологическую, социальную, эколого-экономическую, социально-экономическую, социально-экологическую, и их взаимодействие. Для соответствия институциональной структуре индикаторы организованы по основным проблемам развития - использование земли, вырубка лесов, потребление свежей воды, инфраструктура, природные катастрофы.

Анализ осуществляется в три этапа: использование индексов, затем базовых индикаторов, и, наконец, дополнительных индикаторов. Всего было выделено 11 индексов, 68 базовых индикаторов и 114 дополнительных индикаторов, которые должны способствовать анализу для принятия решений. Индексы фиксируют проблему и необходимость дальнейшего анализа. 

Выделены следующие 11 индексов по проблемам и объектам:

-             Земля - индекс использования земли.

-             Леса - индекс риска для лесов.

-             Вода - индекс уязвимости водных ресурсов.

-             Биоразнообразие — степень освоенности земель.

-             Морские и прибрежные ресурсы - индекс риска для прибрежных территорий.

-             Атмосфера - индекс выбросов парниковых газов.

-             Энергия – использование электроэнергии на душу населения.

-             Социальное развитие - индекс развития человеческого потенциала (ИРЧП).

-             Экономическое развитие - ВВП на душу населения.

-             Инфраструктура - индекс достижимости.

-             Природные катастрофы - индекс климатического риска.

Предложенные индексы используются в различных исследованиях, в частности, в ежегодном докладе Института мировых ресурсов (World Resources Institute). Индексы построены на обобщении информации по каждой из выделенных проблем и объектов, как, например, ИРЧП, отражающий ожидаемую продолжительность жизни, образовательный уровень и доходы.

Отбор индикаторов был также опробован применительно к лесному сектору стран Центральной Америки.

Индикаторы мирового развития Всемирного Банка

Всемирный Банк можно назвать мировым лидером по индикаторам устойчивого развития. Ежегодный доклад Всемирного Банка «Индикаторы мирового развития» («The World Development Indicators») позволяет оценить продвижение к целям, поставленным ООН - экономическому росту и борьбе с бедностью. Показатели сгруппированы в 6 разделов: 

-         общий, 

-         население, 

-         окружающая среда, 

-         экономика,           государство,      рынки. 

Ключевые характеристики общего раздела, используемые для определения удельных показателей во всех остальных разделах, - численность населения, территория и ВВП. Все показатели представлены в динамике, начиная с 1980 г., что позволяет анализировать долгосрочные мирохозяйственные тенденции. 

Для изучения и сравнения развития стран мира анализируется информация по более чем 550 показателям. Из данных последнего доклада можно сделать вывод о начале преодоления глобального финансового кризиса 1997 г. и об отсутствии прогресса в снижении бедности в большинстве регионов мира. 

5. Проблемы и перспективы становления устойчивого развития

Угроза приближающегося глобального экологического кризиса настоятельно требует скорейшей реализации рассматриваемой Концепции. Однако объективный научный анализ заставляет отнестись к ней достаточно критически, поскольку она содержит как совершенно актуальные сегодня, так и еще недостаточно продуманные, нереализуемые или даже иллюзорные положения. Последние обусловлены тем, что Концепция включает в себя определенные элементы прежних, чисто социальных и преимущественно утопических учений о будущем человечества, связанных с его вечной мечтою о всеобщей счастливой и справедливой жизни. Недаром многие ученые называют ее «концепцией беспросветного счастья». В то же время в ней не учтены многие ранее неизвестные или непредвиденные реалии, без которых говорить о перспективах устойчивого развития человечества сегодня уже невозможно. Это связано как с появлением за прошедшее после 1-й Конференции ООН 20-летие новой информации об окружающем нас мире, так и с выявившейся за эти годы общей недостаточности наших знаний о строении, функционировании и эволюции социальных систем и их взаимодействии с окружающей природой и между собой. 

Рассмотренные с этих позиций материалы Конференции вызывают ряд замечаний, которые можно разделить на две группы.

Первая касается проблем создания, возможностей и последствий реализации нынешнего варианта Концепции в принципе:

1.                  Слишком декларативно и излишне оптимистично выглядят некоторые основные цели устойчивого общества («право людей на здоровую и плодотворную жизнь в гармонии с природой», «повышение уровня жизни населения всей планеты на основе удовлетворения основных потребностей человека», «социально надежное экономическое развитие» и т.д.), выступающие во многом в качестве социальноутопических. Не обернется ли на деле их возможное (если допустить такую вероятность) достижение всеобщей стагнацией и регрессом человечества, поскольку у него могут исчезнуть понятные всем позитивные стимулы для дальнейшего развития? По-видимому, основной целью существования мировой цивилизации целесообразнее считать все таки не реализацию расширенных до масштаба всей планеты представлений отдельного человека о смысле жизни и личном счастье, видящем их преимущественно в материальном благополучии, а выживание и интеллектуальнодуховное развитие человечества как социально-биологического вида в целом в условиях постоянного, в основном, неблагоприятного для него изменения окружающей среды путем своевременного научного предвидения и соответствующего адекватного и конструктивного приспособления к неизбежным внешним вызовам природного (в том числе и космического), социального и экологического характера;

2.                  Нужно ли стремиться к скорейшему воплощению в жизнь понимаемого таким образом устойчивого общества на данной исторической стадии его развития вообще, если не сформулированы, не изучены и не общепризнанны основные цели и потребности человека, государства и человечества и их соотношение, а также способы их удовлетворения и возможные перспективы реализации? Ведь пока не существует научно разработанной классификации этих целей и потребностей и, прежде всего, разделения их на первоочередные, жизненно необходимые, и второстепенные; сегодняшние и завтрашние; полезные и вредные для человека, государства и общества в целом и т.п.; не оговорены их пределы, не разработаны механизмы контроля за разумным удовлетворением потребностей и т.д.;

3.                  Не приведет ли в связи с этим попытка всеобщей реализации нынешней, еще недостаточно продуманной модели Концепции устойчивого развития к непредсказуемым и, возможно, еще более тяжелым для человечества, чем ожидаемый экологический кризис, глобальным последствиям - экологической, социальной или военной катастрофам?

Вторая группа замечаний имеет более частный характер и касается неполноты содержания данного варианта Концепции. Она связана с недопониманием ее авторами всей сложности проблем, встающих перед мировым сообществом на пути достижения устойчивого состояния, включая недооценку противоречивости и исторической длительности этого процесса, а также многоэтапности и многообразия путей его реализации. С таких же позиций следует рассматривать и любую последующую модель Концепции. К некоторым из основных проблем, недостаточно разработанных или неучтенных в данной модели, можно отнести следующие:

Научное обоснование и обеспечение Концепции. В составляющей основу Концепции Программе 21 (Повестка дня на XXI век), состоящей из 40 глав, науке посвящена всего лишь одна глава (№ 35). В ней, правда, уже констатируется, что «наука все чаще воспринимается как чрезвычайно важный компонент в поисках путей обеспечения устойчивого развития». Но в приведенном здесь же плане действий в области науки на XXI в. в интересах окружающей среды и развития основное внимание акцентируется только на разработке экологической политики и политики в области развития; укреплении научно-исследовательского потенциала, связанного с изучением окружающей среды и развития; совершенствовании методов прогнозирования воздействия на природную среду различных вариантов развития и закреплении кадрового потенциала науки. Лишь вскользь упоминается о необходимости расширения фронта исследований, особенно междисциплинарных, по многим направлениям естественных наук, а также о моделировании глобальных природных и социально-экономических процессов. И ни слова не говорится о необходимости глубоких исследований столь важных для общества проблем его всестороннего взаимодействия с природой. Очевидно, что такого узко экологического понимания роли науки в разработке и решении сложнейших вопросов устойчивого развития человечества и его сбалансированных взаимоотношений с окружающей средой совершенно недостаточно. Именно с этим связаны и все другие недоработки Концепции.

Парниковый эффект и глобальное потепление климата: причины и следствия. Предложенный Концепцией для перехода к устойчивому обществу комплексный подход основное внимание уделяет мероприятиям по охране ресурсов и окружающей среды (включая сохранение биоразнообразия), рациональному природопользованию, разработке и внедрению ресурсо- и энергосберегающих технологий. Одним из результатов, достигнутых мировым сообществом в этом направлении, является Киотский протокол, подписанный в 1997 г. в Японии на Конференции ООН по изменению климата, который должен быть ратифицирован заключившими его сторонами до 2008 г. Он призван ограничить выброс промышленных газов, в первую очередь СО₂, повышенная концентрация которых в атмосфере, по существующим представлениям, вызывает парниковый эффект и связанное с ним глобальное потепление климата. За предельный уровень еѐ загрязнения, который нельзя превышать, было принято количество выбросов в каждой стране в 1990 г. Это соглашение нашло полную поддержку в подавляющем большинстве стран. На сегодняшний день оно уже одобрено парламентами 90 государств (в том числе и странами Евросоюза), общий объем выбросов которых равен 37 %. В начале августа 2002 г. Киотский протокол ратифицировала Канада, а о своем намерении ратифицировать его заявили на 2-м Всемирном саммите ООН по устойчивому развитию в Йоханнесбурге премьер-министр России (ее доля в выбросов вредных газов в атмосферу составляет 17, 5%) Михаил Касьянов и делегация Китая. Единственным противником Киотского протокола до последнего времени оставались США, поставляющие сегодня основную часть (не менее 25% от мирового уровня) вредных промышленных выбросов. Отозвавший в 2001 г. подпись своей страны под этим документом президент Джордж Буш считает, что налагаемые им ограничения могут подорвать американскую экономику. В июне 2002 г. по этим же причинам отказалось подписывать его и правительство Австралии. При этом оно пошло на прямое сокрытие фактов о состоянии собственной природной среды. В докладе, опубликованном недавно группой экологических организаций страны, было заявлено, что она является зоной экологического бедствия и в пересчете на душу населения выпускает в атмосферу больше двуокиси углерода, чем любое другое развитое государство. С 1990 г. этот выпуск увеличился на 17,4 %, а к 2012 г. возрастет еще на одну треть. Австралийское же правительство утверждает, что с экологией у них все в порядке, а эмиссия парниковых газов увеличится к 2012 г. всего лишь на 11 %. Такое отношение даже некоторых правительств развитых стран к рекомендациям Концепции и мнению ученых в сфере охраны окружающей среды ради одностороннего, но экологически вредного для мирового сообщества развития собственной экономики ставит под угрозу срыва Киотский протокол, что может превратить Концепцию в ничего не значащий документ. При этом нужно учитывать и несовершенство самого Киотского протокола, не отражающего как всей сложности причин, порождающих глобальное потепление, так и его реальных последствий. 

Многие ученые считают, что оно возникает, в основном, в результате воздействия на наземные геосферы независимых от человека природных (в первую очередь, космогенных и эндогенно-планетарных) факторов. Одни из них связывают такое потепление с замедлением вращения Земли вокруг своей оси, которое дает на порядок больше тепла, чем его выделяется за счет хозяйственной деятельности. Другие полагают, что оно обусловлено естественной регулярной цикличностью географических процессов. Третьи считают, что поступающие в атмосферу парниковые газы (СО₂, водяной пар, метан и др.) во многом тоже образуются за счет природных, а не антропогенных причин: испарения воды с поверхности океанов, таяния многолетней мерзлоты, вулканических извержений, естественной дегазации Земли, деятельности метанообразующих бактерий, размыва богатых органикой рыхлых грунтов по берегам северных морей и т.д. Четвертые доказывают, что парниковый эффект и связанное с ним потепление, вопреки общепринятому мнению, не несут особой опасности нашей планете, а наоборот, будут благоприятны для многих стран, особенно для России, и приведут к резкому улучшению в них агроклиматических условий. Из этого следует, что зависимость потепления климата от хозяйственной деятельности человека не является строго детерминированной и еще недостаточно изучена. Поэтому, продолжая бороться за сохранение окружающей среды и сокращение выбросов промышленных газов в атмосферу, человечество не должно забывать о существовании и других возможных факторах глобального потепления. 

Разрыв в социально-экономическом положении и уровне жизни населения развитых и развивающихся стран. Существующее сегодня значительное различие в социально-экономическом развитии и уровне жизни населения этих стран может серьезно повлиять на согласованность их совместных действий по осуществлению всех рекомендаций Концепции, как это уже происходит с выполнением Киотского протокола.. Ведь на долю трех четвертей населения Земли сегодня приходится всего лишь одна седьмая часть мирового дохода, в связи с чем число голодающих среди них, особенно на юге Африки, стремительно растет. По мнению специалистов ООН, планы сократить вдвое число голодающих в мире к 2015 г. невыполнимы, причем их не удастся решить и к 2030 г. Но именно этот глубочайший разрыв в уровне жизни населения различных регионов планеты, как говорится в Концепции, и «требует революции». И если даже наиболее развитые государства планеты ради предотвращения глобального экологического и социального кризиса не желают поступиться своим экономическим ростом, то чего можно ожидать в этой тяжелой ситуации от развивающихся стран? Стремясь как можно скорее сократить свой разрыв в уровнях социально-экономического развития и благосостояния населения с развитыми странами, они тем более не станут строго следовать принятым ими же рекомендациям по рациональному природопользованию и охране окружающей среды. Поэтому вряд ли удастся без серьезных конфликтов разрешить возникающие уже сегодня острые противоречия между благими ресурсосберегающими пожеланиями Концепции и реальной практикой интенсивной добычи природных ресурсов и сохранения экологически опасной ресурсопотребляющей экономики как развитыми, так и развивающимися странами. А выработка механизмов согласования зачастую прямо противоположных интересов даже между сторонниками Концепции устойчивого развития потребует значительных усилий и времени. Это наглядно подтвердил и только что прошедший в Южной Африке (Йоханнесбург, сентябрь 2002 г.) 2-й Всемирный Саммит по устойчивому развитию, который был куда менее успешным, чем 1-й бразильский. Он сразу же был назван «саммитом упущенных возможностей», поскольку не смог наметить конструктивных путей решения проблем бедности и охраны окружающей среды и наложить каких-либо обязательств в этом отношении на участвующие в нем страны. Саммит четко показал, как мало пока общего в понимании мировых проблем у развитых и развивающихся стран - каждые из них обсуждали и решали эти вопросы во многом отдельно. 

Традиционные факторы развития человечества и их роль в формировании устойчивого общества. В Концепции слабо или совсем не учитывается вся совокупность внешних и внутренних по отношению к отдельным социумам геополитических, геоэкономических, социальных, национальных и т.п. факторов, всегда оказывающих то или иное влияние на их развитие, степень устойчивости и характер взаимодействий между собой, а также роль неизбежно ожидающих при этом человечество традиционных социально-экономических, этнических, национальных, религиозных и т.п. внутри- и межгосударственных локальных, региональных и глобальных противоречий и конфликтов (вплоть до вооруженных), в том числе и связанных с последствиями реализации недостаточно продуманной Концепции. Создается впечатление, что угроза глобального экологического кризиса автоматически ликвидировала все другие опасности, которые могут ожидать человечество в будущем. События 11 сентября 2001 г. в США и последовавшая вслед за ними непредсказуемая по своим последствиям военная антитеррористическая операция, вовлекшая в свою орбиту множество стран, показали, что расслабляться человечеству в этом отношении еще рано.

Возможные негативные последствия новых для человечества вызовов. Не оценены в должной степени возможные опасные последствия ожидаемых, но новых для человека вызовов и угроз, как прогнозируемых (природно обусловленное потепление климата, узко понимаемая прозападная глобализация, международный терроризм с использованием оружия массового поражения, включая мини-ядерное, появление принципиально новых видов разрушительного оружия, неконтролируемый демографический взрыв в развивающихся странах на фоне сокращения населения в развитых, перерастание террористической деятельности в межгосударственные или глобальные военные конфликты и войны по линии Север-Юг, деградация России и т.д.), так и пока непредсказуемых (падение метеоритов, новые болезни и т.д.). Нельзя исключать, что более близкой и опасной для него угрозой окажется не экологический кризис, а какая-нибудь вовремя не предвиденная и неотвратимая катастрофа природного или социального происхождения. 

Природные факторы формирования и развития человечества. В Концепции упущена из виду медленно, но непрерывно действующая на человечество и независимая от него природная составляющая его формирования и развития. В ней даже не упоминается о геоэкологическом и космоэкологическом влиянии внешних природных (структурных, вещественно-тектонических, геохимических, геофизических, пространственно-морфологиче-ских, климатических, ландшафтно-географических и космических) факторов на организацию, интенсивность и ритмичность эндогенных, экзогенных и наземных природных объектов и процессов, а также на формирование, функционирование (в том числе и циклическое) и эволюцию человека и его хозяйственную деятельность - как в позитивном, так и в негативном аспектах.

Роль био-, географо- и социоразнообразия в процессах устойчивого развития. Составной частью Концепции является Конвенция о биологическом разнообразии, которая провозглашает "непреходящую ценность биологического разнообразия" и его большое значение для эволюции и сохранения поддерживающих жизнь систем биосферы. На это указывают и многие ученые. Однако для достижения устойчивого общества сохранения одного только биоразнообразия все-таки недостаточно. Но в Концепции нет сведений о геолого-геоморфологическом и географическом разнообразии окружающих социальные системы природных (пространственноморфологических, климатических, ресурсно-сырьевых и т.п.) обстановок и необходимости их сохранения, хотя они во многом определяет как биоразнообразие биосферы, так и специфический характер и скорость социально-экономического развития и исторической эволюции социумов. И если естественная эволюция экосистем ведет к увеличению биоразнообразия, то соответствующее развитие природносоциальных геосистем в социосфере должно приводить к возрастанию ее природноисторически обусловленного социоразнообразия. Оно выражается совокупностью характеристик конкретных общественных и природно-социальных систем, по которым они отличаются между собой: особенностями окружающей природной среды, спецификой формирования и строения, разницей в численности и плотности населения, характером и неравномерностью социально-экономического развития, степенью цивилизационной зрелости; различиями в типе ментальности, уровне образованности и компетентности населения и правящей элиты, векторе их ценностных установок и т.д. Несомненно, что эти факторы оказывают важное влияние на специфику, механизмы и время перехода различных социумов к устойчивому развитию. 

Устойчивое общество как результат развития природно-социальных геосистем. Установленное к настоящему времени реальное взаимодействие природы и общества и тесная зависимость формирования, функционирования и эволюции социумов от типа, строения и изменчивости окружающей их природной среды позволяют утверждать, что понятие "устойчивое развитие" целесообразнее относить не просто к социальным, как это принято в Концепции, а к природно-социальным геосистемам. При этом устойчивое развитие последних будет эффективным и действенным только при сохранении и умножении геолого-геоморфологического, географо-, био- и социоразнообразия географической оболочки, био- и социосферы.

Устойчивое развитие и глобализация. Концепция не затрагивает проблем соотношения устойчивого развития и так широко пропагандируемой сегодня развитыми странами глобализации. Расширение последней, понимаемой только как унификация всех мировых социально-экономических процессов под стандарты западной цивилизации, приведет на деле к сокращению социоразнообразия. Следствием этого будет упрощение мира, понижение его экологической и социальной устойчивости, повышение нестабильности. Отдельные исследователи уже сегодня видят в инициируемых западной цивилизацией и выдаваемых за глобализацию стремительном распространении информации и гигантских потоках капитала лишь современную форму ее экономической и технологической экспансии. Она ведет не к прогрессивному развитию этой цивилизации и комплексному улучшению положения человечества в целом, а к социально-экономической самоизоляции Запада и опасному обострению противоречий между «первым» и «третьим» мирами в условиях исчезновения «второго». На практике оно обуславливает международный терроризм и способствует нарастанию чреватого военными конфликтами противостояния развитых и развивающихся стран по линии «Север-Юг». От 55 до 63 % (в разных странах) европейцев считают, что США сами виноваты в событиях 11 сентября 2001 г., которые спровоцировала их агрессивная внешняя политика.

Ярким примером внутренней неустойчивости узко ориентированной и насильственно внедряемой «классовой глобализации» является крах мировой коммунистической системы, пытавшейся навязать планете свое понимание будущего с использованием идеи и практики мировой социалистической революции. Процессы глобализации могут быть конструктивными и устойчивыми только в условиях сохранения реального социоразнообразия слагающих социосферу природно-социальных геосистем и их свободной, совместной, согласованной и исторически длительной естественной и сбалансированной с внешней средой эволюции в сторону сложно построенной природно, регионально, социально и интеллектуально-духовно многообразной ноосферы.

Время, пути и этапы реализации Концепции. В ней глубоко не проанализированы возможные пути, механизмы, время и этапы, необходимые для перехода к устойчивому обществу, что делает высказанную в Концепции мысль о необходимости «ускоренного достижения устойчивого развития в развивающихся странах» явно преждевременной. Об отсутствии временных рамок и последовательности в решении общемировых задач говорилось и на южноафриканском Саммите по устойчивому развитию.

Все вышесказанное позволяет утверждать, что так пропагандируемое Концепцией экологически безопасное и социально ориентированное экономическое развитие мирового сообщества является необходимым, но совершенно недостаточным условием для перехода его в устойчивое состояние. Одни только природоохранные и связанные с ними ресурсосберегающие, социальные и демографические мероприятия, технологии, механизмы и соглашения совершенно не гарантируют человечеству устойчивое глобальное развитие в XXI веке. Проблемы последнего не могут быть раскрыты в рамках сегодняшней и единственной модели Концепции в принципе, поскольку она, неизбежно, отражает не только интересы авторов, но и вчерашний уровень наших знаний о природе, обществе и их взаимодействии. И сегодня речь должна идти уже не просто о необходимости регулярного обновления и постоянного совершенствования современной модели Концепции, а о коренном пересмотре нашего отношения к проблеме устойчивого развития мировой цивилизации и ее будущего в целом, которое из эмоционального и однозначно оптимистического должно стать конструктивным и многозначно-вероятностным, предусматривающим и весьма неблагоприятные для человечества сценарии и этапы его существования, связанные как с природными, так и с социальными факторами. Иначе идея устойчивого развития из научной доктрины превратится в очередное нереализуемое мифологизированное учение, как это уже произошло с социализмом и грозит концепциям ноосферизации и глобализации мирового сообщества.

Переход от разговоров об устойчивом развитии к целенаправленной деятельности по практической реализации этой идеи требует разработки комплекса принципов, подходов и методов изучения множества существующих природнообщественных территориальных систем (геосистем), которыми на деле и являются страны и цивилизации. Только таким образом можно выявить основные разнонаправленные природные и социальные факторы, обуславливающие формирование, размещение, функционирование, устойчивость, эволюцию и соразвитие последних в рамках социосферы и их взаимодействие с внешними по отношению к ним природными объектами и процессами, а также осуществить объективную типизацию этих разноранговых интегральных геосистем. Установленное при ее проведении природно-историческое и социальное разнообразие этих объектов потребует создания многовариантных национальных моделей устойчивого развития, более или менее адекватно отвечающих специфическим особенностям, коренным интересам и возможным изменениям в жизни стран-разработчиков. Они, естественно, будут существенно различаться между собой и могут во многом противоречить как друг другу, так и сегодняшней модели Концепции, что потребует создания эффективного международного механизма согласования этих моделей и действенного контроля за их реализацией. Однако только на пути практического воплощения и сложного взаимодействия различных национальных и объединяющих их региональных. моделей можно будет подойти к созданию научно обоснованной, экспериментально подтвержденной, регионально проработанной и достаточно реалистичной глобальной Концепции устойчивого развития действительно разумного человечества. Общество станет устойчивым к любым внешним и внутренним вызовам только тогда, когда научится своевременно прогнозировать, предотвращать, избегать или трансформировать их, снижая величину негативного воздействия; а при невозможности этого - вырабатывать эффективные меры защиты, эволюционировать самому или активно приспосабливаться к неизбежным изменениям внешней среды и своего внутреннего состояния. Приобретение таких знаний и опыта потребует от человечества мобилизации всех интеллектуальных и духовных сил, напряженного труда и много времени и будет сопровождаться неизбежными при этом ошибками, кризисами и столкновениями. Поэтому нужно осознавать, что переход к устойчивому и вряд ли совершенно бескризисному обществу во всемирном масштабе будет очень сложным, противоречивым, конфронтационным и весьма длительным историческим процессом, наверняка выходящим за рамки XXI века.

Контрольные вопросы и задания

1.                  Что предполагает международное сотрудничество в сфере охраны окружающей среды?

2.                  Что является объектом международного сотрудничества в сфере охраны окружающей

среды?

3.                  Перечислите актуальные направления в сфере международного сотрудничества в сфере охраны окружающей среды.

4.                  Назовите основные формы международного сотрудничества в области охраны окружающей.

5.                  Назовите Международные организации по охране окружающей среды.

6.                  Назовите основные Международные договоры, соглашения, конвенции в сфере охраны окружающей среды.

ЛИТЕРАТУРА

1.                  Анисимов А. В. Экологический менеджмент: учебник / А. В. Анисимов; Южный федеральный университет.– Ростов-на-Дону: Феникс, 2009 .– 350 с.

2.                  Арустамов Э. А. Экологические основы природопользования: учеб. пособие для студентов сред. проф. образования / Э. А. Арустамов, И. В Левакова,

Н. В. Баркалова. – 5-е изд. перераб. и доп.- М.: Издательский Дом «Дашков и К», 2010- 320с.

3.                  Бабкова Е. В. Моделирование социальных и эколого-экономических систем: [учебное пособие для студентов всех форм обучения, обучающихся по специальности 080116 «Математические методы в экономике»] / Е. В. Бабкова, Т. О. Вишнякова, С. С. Шерстюк; ГОУ ВПО УГАТУ. – Уфа: УГАТУ, 2009. – 184 с.

4.                  Басов В. М. Задачи по экологии и методика их решения: [учебное пособие] / В. М. Басов. – 6-е изд. – Москва: ЛЕНАНД, 2014. – 160 с.

5.                  Билявский Г. А. Основы общей экологии: учебник / Г. А. Билявский, М. М. Падун, Р. С. Фурдуй. - 2-е изд., перераб. и доп. К.: Лыбидь, 1995. - 368 с.

6.                  Гальперин М. В. Экологические основы природопользования: учебник для студентов сред. проф. образования / М. В. Гальперин. – 2-е издание, испр. – М.: ФОРУМ: ИНФА, 2009-256с. 

7.                  Гладун Е. Ф. Глобальное экологическое управление: учебное пособие /

Е. Ф. Гладун; ГОУВПО ТюмГУ. – Тюмень: Изд-во Тюменского ГУ, 2007. – 216 с.

8.                  Горбушина  С. Н. Системы экологического менеджмента на основе международных стандартов ИСО серии 14000: [учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по специальности 220501 - Управление качеством] / С. Н. Горбушина, Э. В. Сафин; ГОУ ВПО УГАТУ. – Уфа: УГАТУ, 2010. – 163 с. 9. Колесников С. И. Экологические основы природопользования: учебник / С. И. Колесников. – М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К», 2013. – 304 с.

10.             Константинов В.М. Экологические основы природопользования: учеб. пособие для студентов сред. проф. образования/ В. М. Константинов, Ю. Б. Челидзе. – 9-е изд., испр. – М.: Издательский центр «Академия», 2010. – 208 с.

11.             Лейкин Ю. А. Основы экологического нормирования: [учебник для студ.

вузов, обуч. по напр. «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии»] / Ю. А. Лейкин.— Москва: ФОРУМ: ИНФРА: М, 2014. – 368 с.

12.             Лукьянчиков Н. Н. Экономика и организация природопользования:

[учебник для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению 521600 «Экономика»] / Н. Н. Лукьянчиков, И. М. Потравный. – 4-е изд., перераб. и доп. – Москва: ЮНИТИ-ДАНА, 2010. – 687 с. 13. Протасов В. Ф. Экологические основы природопользования: учеб.

пособие. – М.: Альфа–М; ИНФРА–М, 2012. – 304 с.

14.             Стольберг Ф. В. Экология города: учебник / Ф. В. Стольберг. – К.: Либра, 2000. - 464 с.

15.             Трушина Т. П. Экологические основы природопользования: учебник для среднеспециальных учебных заведений / Т. П.Трушина. – 5-е изд. перераб. – Ростов на Дону: «Феникс», 2009. – 408 с.

Краткое описание документа:

Авторский курс лекций по дисциплине ОГСЭ.05 Экологические основы природопользования включает лекционный материал по курсу, вопросы для самоконтроля и самостоятельной работы для студентов СПО