8. Сущность,содержание, цели и задачи инженерной экологии. Природно – технические ( эколого - экономические) системы: уровни и организация, трансформация и проблемы сбалансированного развития.

Инженерная экология представляет собой одно из направлений прикладной экологии. Ее можно определить как комплексную научно-техническую дисциплину, которая изучает закономерности формирования техносферы Земли, региональных и локальных природно-технических геосистем и способы управления ими в целях защиты природной среды и обеспечения экологической безопасности.

Основная цель курса – формирование системы знаний о законах взаимодействия природы и техники, о методах и средствах создания сбалансированных природно-технических систем и неразрушающих природу технологий.

Инженерная экология призвана обеспечить соответствие техники и технологии экологическим требованиям путем решения комплекса взаимосвязанных задач:

• регламентация экологически безопасного промышленного освоения территорий, размещение и строительство хозяйственных объектов;

• оптимизация отраслевой структуры производства;

• определение допустимой техногенной нагрузки на природные территории;

• контроль и регламентация материально-технических потоков производства и техногенных эмиссий от различных инженерных объектов;

• экологизация производства, создание ресурсосберегающих и малоотходных технологий, экологически чистых материалов и продуктов производства;

• экологическая безопасность территориальных промышленных комплексов, производственных процессов, сооружений, машин;

• инженерно-экологическое обеспечение производства, разработка методов инженерно-экологической профилактики, восстановление и реконструкция антропогенных ландшафтов.

ПТС – это совокупность природных и искусственных объектов, сформировавшаяся в результате строительства и эксплуатации промышленных комплексов, инженерных сооружений и технических средств, взаимодействующих с природными объектами (почвой, атмосферой, гидросферой, флорой, фауной).

Близким по смыслу к ПТС является понятие эколого-экономической системы (ЭЭС).

ЭЭС – это ограниченная определенной территорией часть технобиосферы, в которой природные, социальные, производственные структуры и процессы связаны взаимоподдерживающими потоками вещества, энергии и информации.

Рассмотрим схему материальных потоков в ПТС.

Данная система находится в равновесии, когда обеспечивается воспроизводство обеих подсистем, потоки максимально сбалансированы.

ПТС может рассматриваться на глобальном, региональном и локальном уровнях. Соответственно примерами ПТС могут быть вся техносфера Земли, территориальный природно-хозяйственный комплекс, отдельное предприятие.

Устойчивость – это свойство, характеризующее способность ПТС:

• выдерживать изменения, создаваемые внешними воздействиями (например техногенные воздействия на природный ландшафт);

• оказывать сопротивление внешним (техногенным) воздействиям;

• обнаруживать способность к восстановлению или самовосстановлению природной экосистемы

Устойчивость ПТС зависит от степени техногенного воздействия и характеристик природных ландшафтов.

При оценке устойчивости ПТС необходимо учитывать:

1. Факторы техногенного воздействия

2. Признаки и показатели антропогенного изменения природного ландшафта в регионе освоения

3. Особенности природных ландшафтов.

С точки зрения прогноза регионального уровня взаимодействия сооружаемого объекта с окружающей средой различают следующие виды ландшафтов:

- ландшафты, обладающие высокими рекреационными показателями;

- ландшафты, содержащие в своих недрах месторождения полезных ископаемых;

- с/х, лесные ландшафты;

- ландшафты, которые малопригодны для сельского хозяйства и создания рекреационных зон и не содержат полезных ископаемых – именно такие ландшафты пригодны для гражданского строительства.

Закономерное взаимодействие процессов техногенного воздействия на природные ландшафты и реактивной самокомпенсации биогеоценозов определяет меру равновесия экосистемы как объективную характеристику ее устойчивости.

Восстанавливаемость промышленных экосистем определяется по показателям естественного и искусственного самовосстановления.

Реальная ПТС в своем функционировании базируется на процессах энерго- и массообмена, которые охватывают как поток техногенных воздействий Ω, так и противодействующий реактивный поток со стороны природных объектов R, который выражается, как правило, в 3-х формах:

- адаптационной (природная составляющая ПТС пытается приспособиться к техногенным изменениям);

- восстановительной (характеризуется полным возвратом экосистемы в исходное состояние);

- частично-восстановительной (или невосстанавливаемой).

Эти потоки (Ω и R) в конечном итоге обуславливают уровень антропогенного изменения свойств природных объектов. Этот уровень обозначается . Равновесие ПТС зависит от соотношения техногенных воздействий и реактивных функций защиты природного ландшафта : ↔ . Исходя из этого и формируется соответствующий уровень антропогенных изменений .

Внешний техногенный поток Ω и вынужденный поток антропогенных изменений ε могут быть выражены через энергетические эквиваленты ΔW_Ω и ΔW_ε. В соответствии с законом сохранения и превращения энергии

ΔW_Ω = ΔW_ε (*)

Равенство (*) определяет уравнение энергетического баланса для реальной ПТС.

ПТС, исходя из этих соотношений, может характеризоваться показателями экологической безопасности Р(t), либо противоположным по значению показателем экологической опасности F(t)=1-P(t).