МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

АЛМАТИНСКИЙ КОЛЛЕДЖ СВЯЗИ ПРИ «КАУ»

А. Д. Гакипова

СБОРНИК

АКТИВНОГО РАЗДАТОЧНОГО МАТЕРИАЛА

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«ЭКОЛОГИЯ»

2-й курс

ДЛЯ УЧАЩИХСЯ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ

«РАДИОЭЛЕКТРОНИКА И СВЯЗЬ»,

«ОПТИЧЕСКОЕ И ЭЛЕКТРОННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ»,

«ЭКОНОМИКА» (по отраслям)

Алматы 2012 г.

Составитель преподаватель АКС Гакипова А. Д.

Сборник активного раздаточного материала рассмотрен и утвержден на заседании педагогического совета АКС при ННУ «КАУ».

Протокол № __ от _______.

Сборник предусматривает изучение вопросов экологической безопасности и улучшения условий жизни в значительной мере связанных с количественными и качественными изменениями воздействия на окружающую среду основных отраслей экономики. Знание наиболее актуальных проблем резкого потепления климата, сокращения озонового слоя, прогрессирующего опустынивания, сокращения биологического разнообразия, утилизации отходов производства и потребления и загрязнения воздушного бассейна, в т.ч. на примерах изучение региональной экологии Республики Казахстан. Алматы: АКС, 2011 – 91 с.

Сборник содержит активный раздаточный материал и указания к выполнению заданий СРС и СРСП.

ãАлматинский колледж связи, 2012

Перечень принятых сокращений

АПК - «Алматы Пауэр Консолидейтед» энергетическая компания

БГМК - Балхашский горнометаллургический комбинат

БПК – биохимическое потребление кислорода

ВКО – Восточно-Казахстанская область

ВМО – Всемирная метеорологическая организация

ГЛФ – Государственный лесной фонд

ДДТ – дихлордифенилтрихлорэтан

ЕРН – естественные радионуклиды

ЗВ – загрязняющие вещества

ИЗА – индекс загрязнения атмосферы

ГЛФ – государственный лесной фонд

ГосНПЦзем – Государственный научно-производственный центр

земельных ресурсов и землеустройства

КГСЭН – Комитет государственного санитарно-эпидемиологического

надзора

КНР – Китайская Народная Республика

ГОК – горно-обогатительный комбинат

ЛХПП – лесохозяйственное предприятие

МЗ РК – Министерство здравоохранения Республики Казахстан

МС – метеорологическая станция

МСХ РК – Министерство сельского хозяйства Республики Казахстан

МЭД – мощность экспозиционной дозы

НГКМ - нефтегазоконденсатное месторождение

НМУ – неблагоприятные метеорологические условия

НРБ – норма радиационной безопасности

НЯЦ РК – Национальный ядерный центр РК

ООН – Организация Объединенных Наций

ООПТ – особо охраняемые территории

ОС – окружающая среда

ПАН - пероксиацетилнитраты

ПДК - предельно - допустимая концентрация

ПЗРО – поверхностное захоронение радиоактивных отходов

РАО – радиоактивные отходы

СВ – сточные воды

СКО – Северо-Казахстанская область

США – Соединенные Штаты Америки

УВ – уровень вмешательства

УФ лучи – ультрафиолетовые лучи

ХПК –химическое потребление кислорода

ХФУ – хлорфторуглеводороды

ЭРОА – эквивалентная равновесная объемная активность

ЮКО – Южно-Казахстанская область

Лекция № 1. Загрязнение окружающей среды

Формы воздействия человека на биосферу и ее ресурсы

В связи с высокой численностью людей на Земле — более 6 млрд. — и сопутствующих им организмов (домашних животных и других) в настоящее время имеет место огромная степень антропогенного (от греч. anthropos — человек, genesis — производить) давления на природные экосистемы и биосферу в целом. Во многих случаях степень этого давления превосходит пределы их устойчивости и происходит разрушение экосистем. Несоответствие антропогенного давления на биосферу ее возможностям функционировать стабильно и воспроизводить среду обитания организмов с устойчивыми параметрами называют экологическим кризисом.

Воздействие человека на биосферу может быть прямым и косвенным.

Косвенные воздействия на среду обитания человека часто имеет во много раз превосходящий по масштабам прямой ущерб, наносимый биосфере.

Основными негативными следствиями воздействия человека на биосферу являются:

- уменьшение площадей природных экосистем (вырубка лесов, осушение болот, распашка степей), деградация оставшихся, негативные изменения биоценозов, ландшафтов, что ведет к нарушению средообразующей функции биосферы;

- снижение биологического разнообразия на всех уровнях, замена многовидовых природных сообществ упрощенными или монокультурами — агроценозами;

- нарушение естественного хода биогеохимических круговоротов веществ и потоков энергии;

- загрязнение окружающей среды, неблагоприятные изменения климата, истощение озонового слоя;

- перевод возобновимых природных ресурсов в категорию невозобновимых;

- уменьшение запасов невозобновимых ресурсов;

- неблагоприятные изменения почвенного покрова Земли: истощение гумусового слоя, эрозия почв, их засоление, загрязнение;

- строительство искусственных урбэкосистем — городов, селений и др.

В настоящее время человечество приобрело слишком большую значимость для емкости биосферы, что превышает пределы ее устойчивости, приводит в состояние кризиса. Во многих экосистемах идут необратимые изменения, Еще в XIX в. об этом писал Ж.-Б. Ламарк: «Человек создан для того, чтобы уничтожить свой род, предварительно сделав Землю непригодной для существования».

Для устойчивого существования в биосфере человечество должно пересмотреть курс своего развития и свои отношения с биосферой.

Загрязнение окружающей среды. Классификация основных загрязнителей биосферы

Загрязнением окружающей среды (почвы, воздуха, природных вод) называют качественные и количественные изменения ее составляющих: повышение сверх обычного концентраций характерных для нее веществ, содержания биологических объектов, значений физических параметров или внесение новых, не свойственных ей компонентов, оказывающих негативное воздействие на экосистемы и здоровье человека.

Инородные компоненты, загрязняющие экосистемы, называются ксенобиотиками (от греч. xenos — чужой).

Наиболее часто одновременно наблюдаются и качественные и количественные изменения составляющих среды под воздействием различных загрязнителей.

Под изменением физических параметров понимают изменение температуры, уровня шума, напряженности электромагнитного поля, естественного радиационного фона и др.

Классификацию загрязнителей проводят по множеству параметров.

1.По природе загрязнителей: химические; физические; механические.

2.По их физическому состоянию: твердые; жидкие; газообразные.

3.По происхождению загрязнителей: естественные; искусственные (антропогенные)

4.По источникам возникновения: извержение вулканов, пыльные бури;

селевые потоки; промышленные; сельскохозяйственные; коммунально-бытовые и др.

5.По масштабам распространения: местные; региональные; глобальные.

6.По объектам загрязнения: почвенные; атмосферные; природных вод;— околоземного космического пространства.

7.По степени устойчивости в среде: быстроразлагаемые; среднеразлагаемые; медленноразлагаемые.

Помимо этого антропогенные выбросы загрязняющих веществ делят на технологические — предусмотренные данным производственным процессом и аварийные — происходящие при аварийных ситуациях. Возможно, также классифицировать загрязнения и по многим другим параметрам.

В настоящее время человек искусственно синтезирует более 10 млн. веществ, часть из которых непосредственно поступает в природную среду. Многие из произведенных человеком веществ являются инородными для биосферы, в связи с чем в ней нет разлагающих их механизмов. Из-за этого многие трудно- и неразлагаемые вещества имеют тенденцию накапливаться в биосфере.

Широко известен пример накопления в биосфере хлорорганического инсектицида ДДТ, который начал массово применяться в конце 1940-х гг. для борьбы с вредными насекомыми — комарами, переносившими малярию и желтую лихорадку, вшами, переносившими тиф, и др. ДДТ - синтетический инсектицид, принадлежащий к галогенсодержащим органическим соединениям, высокотоксичный к насекомым и другим живым организмам. Впервые был синтезирован немецким химиком О. Цайдлером в 1874 г. По причине своей высокой устойчивости ДДТ широко распространился по всему Земному шару, и несмотря на то, что в 1970-х гг. его применение было запрещено, ДДТ до сих пор обнаруживают в разных природных объектах. Его следы найдены даже в Антарктиде в жировой ткани пингвинов, хотя на этом материке он никогда не использовался.

Таким образом, многие антропогенные загрязнения во все большей степени приобретают глобальный характер.

Повышение сверх обычного концентраций веществ, являющихся естественными компонентами биосферы, также неблагоприятно. Это ведет к нарушению нормального хода их биогеохимических круговоротов, в то время как стабильный ход круговоротов веществ — важнейшее условие устойчивого функционирования биосферы.

ПЕРВИЧНЫЕ

ЗАГРЯЗНИТЕЛИ ВТОРИЧНЫЕ

ЗАГРЯЗНИТЕЛИ

Рисунок 1.1 Первичные и вторичные загрязнители атмосферы

Опасность загрязнений состоит также в том, что при совместном попадании в окружающую среду многие вещества вступают между собой в химические реакции, в результате которых образуются продукты, гораздо более токсичные, чем исходные. Так, окислы серы и азота реагируют в воздухе с кислородом и парами воды и образуют агрессивные серную и азотную кислоты. В результате фотохимических реакций окислов азота с углеводородами из выхлопных газов автомобилей образуется целая группа вредных раздражающих веществ: пероксиацетилнитраты (ПАН), альдегиды, кетоны и др. При обеззараживании воды хлором на водопроводных станциях и канализационных очистных сооружениях хлор реагирует с органическими веществами, содержащимися в воде, в результате чего образуются канцерогенные хлорсодержащие углеводороды — хлороформ и др. Имеются и многие другие подобные примеры.

В зависимости от источников образования все загрязнители окружающей среды делят на первичные и вторичные (рисунок 1.1).

Первичные загрязнители поступают в среду непосредственно из источников загрязнения, вторичные — образуются в среде путем химических взаимодействий.

Таблица 1.1 Значения предельно-допустимых концентраций отдельных примесей в атмосферном воздухе населенных мест Республики Казахстан

Наименование примесей	Значения ПДК, мг/м3		Класс опасности
	максимально разовая	средне-суточная
Оксид углерода	5,0	3	4
Оксид азота	0,4	0,06	3
Диоксид азота	0,085	0,04	2
Взвешенные вещества	0,5	0,15	3
Фенол	0,01	0,003	2
Формальдегид	0,035	0,003	2
Свинец	0,001	0,0003
Аммиак	0,2	0,04	4
Диоксид серы	0,5	0,05	3
Сероводород	0,008	-	2
Хлор	0,1	0,03	2
Фтористый водород	0,02	0,005	2
Озон	0,16	0,03	1
Хлористый водород	0,2	0,1	2
Хром (VI)	-	0,0015	1

Санитарно-эпидемиологические правила и нормы: "Санитарно-эпидемиологические требования к атмосферному воздуху", 18.08.2004 г., №629

Помимо синтеза и ввода в биосферу новых химических веществ человек ежегодно извлекает из недр Земли и перемещает по ней более 5 км³ веществ, что сравнимо с размером горы.

В связи с огромными масштабами деятельности человека в биосфере

В. И. Вернадский еще в середине XX в. назвал человечество «величайшей геологической силой».

В основе нормирования загрязнений в средах биосферы - воде, воздухе и почве лежит концепция предельно допустимых концентраций. Предельно допустимыми считаются концентрации (ПДК), не наносящие вреда здоровью живущего и будущих поколений людей и не приводящие к неблагоприятным изменениям среды (таблица 1.1, 1.2, 1.3).

Таблица 1.2 Значения предельно-допустимых концентраций (ПДК) веществ, загрязняющих поверхностные воды Республики Казахстан

Наименование	ПДК для водоемов рыбохозяйственного водопользования, мг/л	ПДК для водоемов хозяйственно-питьевого и коммунально-бытового водопользования, мг/л	Класс опасности
Хром (3+)	0,005	0,5	3
Хром (6+)	0,02	0,05	3
Железо	0,1	0,3	3
Железо (2+)	0,005
Железо (3+)	0,5
Цинк (2+)	0,01	1,0	3
Ртуть	0,00001	0,0005	1
Кадмий	0,005	0,001	2
Мышьяк	0,05	0,05	2
Бор (3+)	0,017	0,5	2
Медь (2+)	0,001 (к природному естественному фону)	1,0	3
БПК5	3 мг О2/л	3 мг О2/л
Фенолы	0,001	0,001	4
Нефтепродукты	0,05	0,3	4
Фториды	0,05 (не выше суммарного содержания 0,75)	1,5	2
Нитриты	0,08 (0,02 по N)	3,3	2
Нитраты	40,0 (9,1 по N)	45,0	3
Аммоний солевой	0,5 (0,39 по N)		4
Кадмий	0,001		2
Сульфаты	100,0		усл. 4
Магний	40,0		усл. 4
Марганец	0,01		3
Никель	0,01(10 мкг/л)		3

Таблица 1.3 Нормативы предельно - допустимых концентраций вредных веществ, загрязняющих почву Республики Казахстан

Наименование вещества	Предельно-допустимая концентрация (ПДК), мг/кг в почве
Кадмий	0,5
Свинец	32,0
Медь	33,0
Хром	6,0
Цинк	23,0

Совместный приказ Министерства здравоохранения РК от 30.01.2004 г. №99 и Министерства охраны окружающей среды РК от 27.01.2004 г. №21-п

Динамика изменения уровня загрязнения атмосферного воздуха по территории республики Казахстан в среднем по отдельным видам загрязнителей составляет:

- максимальная из разовых концентраций взвешенных веществ в г.Шымкенте составила 29,8 ПДК, в г.Балхаше – 8,4 ПДК, в г.Астане и г.Усть-Каменогорске – 6,6 ПДК, в пос.Глубоком – 4 ПДК, в г.Караганде, г.Павлодаре и г.Таразе – более 3 ПДК, в г.Алматы, г.Жезказгане, г.Семипалатинске и г.Темиртау - более 2 ПДК, в г.Экибастузе – равнялась 2,0 ПДК, в городах Актау, Актобе и Атырау – более 1 ПДК;.

- максимальная из разовых концентраций оксида углерода в г.Таразе составила 7,0 ПДК, г.Алматы - 5,6 ПДК, в г.Костанае, г.Семипалатинске и г.Шымкенте – 4,6-4,8 ПДК, в г.Усть-Каменогорске - 3,4 ПДК, в г.Павлодаре - 3,0 ПДК, в городах Астана, Караганда, Петропавловск и Темиртау - 1,4 - 1,8 ПДК, в г.Жезказгане и г.Экибастузе - равнялась 1,0 ПДК;

- максимальная из разовых концентраций диоксида азота в г.Шымкенте зарегистрирована равной 23,9 ПДК, в г.Алматы - 9,4 ПДК, в г.Усть-Каменогорске – 8,4 ПДК. В городах Караганда, Костанай и Семипалатинск максимальные концентрации диоксида азота находились в пределах – 3,4-4,0 ПДК, в г.Актобе, г.Астане, г.Жезказгане, г.Таразе и п.Глубокое – 2,0-2,9 ПДК, в городах Актау, Павлодар, Петропавловск, Риддер, Темиртау, Уральск и Экибастуз –1,2-1,9 ПДК.

Тестовые вопросы

1.Что называется антропогенным давлением на биосферу? A) влияние человека на окружающую среду B) влияние стихийных природных явлений на окружающую среду C) нормальное состояние окружающей среды D) нет правильного ответа 2.Что называется экологическим кризисом? A) несоответствие антропогенного давления на биосферу ее возможностям функционировать стабильно B) невозможность стабильно функционировать биосфере C) невозможность воспроизводить среду обитания организмов с устойчивыми параметрами D) все вместе взятое

3. Как называются качественные и количественные изменения составляющих природной среды (воздуха, природных вод, почвы), оказывающих негативное воздействие на экосистемы и здоровье человека? A) рациональное природопользование B) комплексная эксплуатация природных ресурсов C) загрязнение окружающей среды D) ограниченность важнейших природных ресурсов 4. Как называется класс естественных и искусственных (антропогенных) загрязнителей? A) по происхождению загрязнителей B) по масштабам распространения загрязнителей C) по объектам загрязнения D) по степени устойчивости загрязнителей в среде

Глоссарий

На русском языке	На казахском языке	На английском языке
Экологический кризис	Экологиялық дағдарыс	Ecological crisis
Загрязнение окружающей среды	Қоршаған ортаның ластануы	Soil of environment
Прямое воздействие	Тікелей әсер	Direct influence
Косвенное воздействие	Жанама әсер	Indirect influence
Природные экосистемы	Табиғи экожүйе	Natural ecosystems
Почва	Топырақ	Ground
Воздух	Ауа	Air
Природные воды	Табиғи сулар	Natural water

Темы СРС

1) Составить графики «Динамика средних концентраций примесей загрязняющих веществ в отдельных городах Казахстана» по взвешенным веществам, оксиду углерода и диоксиду азота (Л 2 стр. 18-20).

Темы СРСП

1) Составить таблицу «Перечень загрязнителей, классифицирующихся по физическому состоянию», (Л 1, стр. 305).

Список основной литературы

1.Чебышев Н.В., Филиппова А.В. Основы экологии, Москва, 2004 г.

2.Национальный доклад о состоянии окружающей среды в Республике Казахстан, МООС РК, Алматы, 2007 г.

3. В.Г.Игнатов, А.В.Кокин. Экология и экономика природопользования., Р-на-Д, 2003 г.

4. Л.И.Губарева, О.М.Мизирева, Т.М. Чурилова. Экология человека. Москва, 2005 г.

5. Г.С.Оспанова, Г.Т.Бозшатаева. Экология. – Алматы, 2002 г.

6. Под редакцией А.С.Степановских . Общая экология. Москва, 2001 г.