2. Экология в системе естественных наук и ее структура

Современная экология - это фундаментальная наука о природе, являющаяся комплексной и объединяющая знание основ нескольких классических естественных наук: биологии, геологии, географии, климатологии, ландшафтоведения и других. Согласно основным положениям этой науки, человек является частью биосферы как представитель одного из биологических видов и так же, как и другие организмы, не может существо­вать без биоты, то есть без совокупности живущих ныне на Земле биологических видов, которые и составляют среду обитания человечества.

Экологические системы, как и живые системы других уровней организации, являются весьма сложными, характери­зуются нелинейной динамикой, и их поведение в математиче­ских моделях описывают такие современные науки, как дина­мическая теория систем и синергетика. В моделировании эко­систем определенную роль сыграли также представления кибернетики (науки об управлении) о теории регулирования, об устойчивости и неустойчивости, об обратных связях.

В наше время термином «экология» все чаще обозначают совокупность взаимоотношений природы и общества. Рассмат­ривая структуру современной экологической науки, примерно соответствующую структуре естественнонаучной дисциплины в высших учебных заведениях, можно выделить три основные ветви экологии.

Первая ветвь. Общая экология, или биоэкология – изу­чение взаимоотношений живых систем разных рангов (организ­мов, популяций, экосистем) со средой и между собой. Эту часть экологии в свою очередь подразделяют на следующие разделы:

- аутэкологию, т. Е. изучение закономерности взаимоот­ношений организмов отдельного вида со средой обита­ния;

- демэкологию или экологию популяций;

- синэкологию, т. е. экологию сообществ;

- экосистемную и биосферную экологию.

Вторая ветвь. Геоэкология - изучение геосфер, их ди­намики и взаимодействия, геофизических усло­вий жизни, факторов (ресурсов и условий) неживой окру­жающей среды, действующей на организмы.

Третья ветвь. Прикладная экология - это аспекты инже­нерной, социальной, экономической охраны среды обитания человека, проблем взаимоотношений природы и общества, экологических принципов охраны природы.

3. Экологическая оценка воздействия человека на окружающую среду в Архангельской области и пути уменьшения издержек и ущерба от загрязнения.

Лидирующей проблемой современного естествознания становится проблема биосферы, т.е. изучение комплекса вопросов, связанных с сохранением и улучшением окружающей человека среды. Логика развития общества ориентирует фундаментальные и прикладные науки на решение задач, связанных с новой экологической ситуацией. В качестве таких задач можно выделить нахождение источников энергии, которые не были бы связаны с загрязнением биосферы опасными и медленно разлагающимися веществами, разработку более современных методов химической и биологической очистки воды и воздуха, ориентацию космических исследований на решение проблем биосферы.

Экологические проблемы существуют во всем мире. И Россия – не исключение. Архангельская область включена в список наиболее загрязненных регионов России. Особенно напряженная экологическая ситуация сложилась в Архангельске и Новодвинске. Проводимые природоохранные мероприятия не дают пока ощутимых результатов. Понижение уровня загрязнения в последние годы вызвано спадом промышленного производства.

Как свидетельствуют результаты наблюдений, уровень загрязнения воздуха промышленных городов остается по-прежнему не удовлетворительным.

Основной «вклад» в загрязнение атмосферного воздуха Архангельской области внесли предприятия:

- энергетики (18,9%);

- целлюлозно-бумажной промышленности (19,4%);

- автотранспорта (12,0%).

По-прежнему наблюдается высокий уровень загрязнения воздуха в Архангельске, Новодвинске, Коряжме. В Архангельске концентрации вредных веществ в воздухе составляет:

- метилмеркаптана - 7 ПДК (максимальная 52 ПДК);

- сероуглерода и формальдегида - 1 ПДК;

- сероводорода - 2 ПДК;

- фурфурола - 4 ПДК;

- метилового спирта - 2 ПДК.

В период отопительного сезона концентрация бензапирена в воздухе повышается до 3-4 ПДК.

В Новодвинске концентрация составляет:

- метилмеркаптана 16 ПДК (максимальная 320 ПДК);

- сероуглерода, формальдегида - 1 ПДК;

- диоксида азота и сероводорода - 3 ПДК.

В Коряжме концентрация составляет:

- метилмеркаптана - 12 ПДК (максимальная – 50 ПДК);

- сероводорода - 2 ПДК;

- диоксида азота – 1 ПДК.

Наиболее остро в области стоит проблема чистой питьевой воды. Более 70% местного населения пользуются водой из Северной Двины. Однако эта вода и после обработки остается мало пригодной для питья. Малые мощности, несовершенство очистных сооружений, размещение водозаборов в зоне промышленных, хозяйственно-бытовых стоков, стали причиной низкого качества питьевой воды. По результатам исследований, проводимых в 2004 году, 24,4% источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения области не отвечают санитарным нормам и правилам. К сожалению, Северная Двина и ее притоки остаются основным резервуаром для сброса сточных вод для предприятий целлюлозно-бумажной промышленности (ЦБП) Архангельска, Новодвинска и Коряжмы. Объем сточных вод данных городов многократно превышает способность Северной Двины к самоочищению. Только за 2004 год предприятиями ЦБК было сброшено 416,49 млн. куб. м. сточных вод. Существующие реагентные системы водоподготовки не обеспечивают необходимой степени очистки воды от органических соединений и специфических примесей, содержащихся в сточных водах ЦБК. Существующие традиционные методы связаны с хлорированием воды в целях обеззараживания. Высокое содержание органики в поверхностных водах вызывает появление в питьевой воде после хлорирования опасных для здоровья хлорорганических соединений. Примером технологических решений может служить внедрение модифицированных способов делигнификации, а также исключение из технологии молекулярного хлора и его соединений, широко используемых в процессах отбелки. В связи с серьезным влиянием загрязняющих веществ ЦБП на здоровье человека происходит повсеместное ужесточение нормативных требований к сбросу токсичных веществ, в природные водные объекты, а также построение эффективных систем мониторинга на основе приоритетных показателей качества воды.

Одна из серьезных экологических проблем промышленных центров – хранение и переработка, утилизация и обезвреживание твердых производственных и бытовых отходов. В 2004 году количество образовавшихся отходов составило 3,7 кг в год на человека. Основной вклад в загрязнение окружающей среды отходами приходится на предприятия ЦБП – 37,1%, на добычу полезных ископаемых – 31,7%, на обработку древесины и производство изделий из дерева – 14,8%. Большинство хранилищ, накопителей, полигонов и свалок, куда вывозятся твердые отходы, не отвечают современным экологическим требованиям. Использование отходов остается на крайне низком уровне. Полигон твердых бытовых отходов (ТБО), который действует сегодня в Архангельске, можно использовать еще 10 лет. Что будет дальше, неизвестно.

Основой кардинального решения проблемы ТБО является их промышленная переработка, обеспечивающая комплексное решение экологических вопросов обезвреживания, утилизации и ликвидации отходов.

Строительство комплексов по сортировке и компактированию ТБО и централизованное управление потоком отходов позволит не только улучшить экологическую ситуацию, но и масштабно выделить вторсырье для реализации, снизить расходы на удаление ТБО (за счет минимизации количества отходов и их транспортировки контейнеровозами в уплотненном виде). При этом предотвращенный экономический ущерб составит при сортировке отходов и извлечении вторичного сырья – 585,657 тыс. руб./год (в ценах 2002 г.), и при компактировании (брикетировании) отходов и уменьшении площади их складирования в местах размещения – 217,2 тыс. руб./га.

Вызывает серьезную тревогу проблема деградации и загрязнения вредными веществами сельскохозяйственных земель, особенно вблизи промышленных центров. В области из-за вырубки лесов, удаления растительного покрова в прибрежных эрозионноопасных зонах, обработки полей с крутыми склонами ежегодно увеличивается площадь земель, подверженных водной эрозии. В тундровой зоне, где чрезвычайно легкораним почвенный и растительный покровы, выполнение геологоразведочных и строительных работ при отсутствии специальной транспортной техники вызвало эрозийные процессы на значительных площадях оленьих пастбищ.

За последние два года в сельскохозяйственном производстве области произошел значительный спад объемов применяемых удобрений и известковых материалов, так объемы внесения органических удобрений сократились в 3 раза, минеральных удобрений – более чем в 50 раз, известковых материалов – в 58 раз. В условиях такого земледелия наблюдается ускоренный распад гумуса, несбалансированный вынос элементов питания, подкисление почв на фоне отрицательного баланса кальция. Безусловно, все это оказывает негативное воздействие на поддержание почвенного плодородия.

Для осуществления координации экологического мониторинга на территории области комитетом разработан проект положения «О системе комплексного мониторинга в Архангельской области». Лабораторный контроль за источниками загрязнения окружающей среды в 2004 году осуществляла лаборатория ФГУ «Северного ТФГИ». В результате работы лаборатории было проконтролировано 847 источников загрязнения, выявлено 299 нарушений природоохранного законодательства.

Не смотря на некоторые положительные результаты, экологическая обстановка в Архангельской области продолжает ухудшаться. Практически каждая проверка предприятия заканчивается вскрытыми нарушениями или, по крайней мере, отступлением от правил. Устаревшая технология производства – одна из главных тому причин. Но, кроме этого, отсутствует системный подход к делу защиты природы Севера. Для этого требуется:

1. Научный анализ всех видов воздействия на природу европейского Севера России и системная оценка состояния экосистем.

2. Выполнение ретроспективного и текущего мониторинга всех видов воздействия на экосистему европейского Севера и установление тенденций их изменения.

3. Принятие мер на региональном и федеральном уровнях для устранения причин вредного воздействия на природу.