Лекція 1. Техноекологія. Предмет, об'єкти та методи досліджень. Причини виникнення екологічної кризи

Розвиток взаємовідносин людства з навколишнім природним середовищем супроводжувався рядом екологічних криз, обумовлених протистоянням людського суспільства природі. Основними принципами розвитку суспільства в кінці XVIII ст. - першій половині ХХ ст. були: боротьба з природою, її підкорення, впевненість, що природні ресурси невичерпні, – це призвело в ті часи до локальних та регіональних криз.

Останні 40-50 років характеризуються розвитком глобальної екологічної кризи. Сьогодні людина виступає як могутня сила, що змінює стан екосистеми всієї планети. Щорічно видобувається понад 10 млрд. т гірських порід з земних надр. Наслідком викидів в атмосферу та гідросферу великої кількості промислових відходів, хімізації сільського господарства є зникнення на планеті різноманітних видів тварин та рослин (20 років тому на Землі щоденно зникав один вид тварин, а зараз, за даними Всесвітнього фонду охорони живої природи, – один вид на годину).

Особливістю екологічної кризи ХХ століття є те, що вона має якісно іншу природу порівняно з усіма попередніми кризами. Це криза, яка охопила всю планету і зумовлена не природними, а технолого-виробничими процесами. Особливість сучасної екологічної кризи  – в глобальних масштабах деградації природного середовища, коли темпи зміни параметрів біосфери в сотні і тисячі разів перевищують темпи природної еволюції.

Таким чином, визначити сучасну екологічну кризу можна як глибоке порушення природної екологічної рівноваги та напружений стан взаємин між людиною та природою, що пов’язано з невідповідністю виробничих сил та виробничих відносин в людському суспільстві ресурсним можливостям біосфери.

До основних причин екологічної кризи можна віднести: демографічний вибух, урбанізацію населення, науково-технічних прогрес, хімізацію сільського господарства, відсутність міри в експлуатації природних ресурсів, використання природних багатств без урахування законів природи.

Головним фактором руйнування навколишнього середовища виступає суспільне виробництво. Науково-технічна революція, що багаторазово збільшила масштаби та потужність господарської діяльності людей, стала основною причиною сучасної соціоекологічної кризи. З іншого боку, без використання новітніх науково-технічних досягнень навряд чи можна розв'язати гостре протиріччя між суспільством та природою. Отже, науково-технічний прогрес, залежно від того, як ним керувати, може відігравати в історії людства діаметрально протилежні ролі – від вкрай негативної до безумовно позитивної.

Розвиток екологічної науки привів до різноманітних класифікацій та визначень поняття екології. Існують такі розділи, як біоекологія, геоекологія, екологія Землі, соціоекологія та техноекологія. Найбільш важливим фактором, що впливає на екологію всіх частин природи, є індустріальна діяльність людини. Ця діяльність (штучні техногенні фактори) дуже змінює умови існування всіх істот та людини також у всіх частинах навколишнього середовища. 

Визначення техноекології

У зв’язку з масштабним техногенним впливом промисловості на екологічний стан всіх частин земної кулі стало доцільним виділити спеціальну дисципліну «Техноекологія». Різні галузі промисловості по різному впливають на навколишнє середовище за рівнем забруднень, але головні сфери, в яких промисловість створює проблеми, це – атмосфера, вода та ґрунти. Найбільш значний вплив на навколишнє середовище наносять промислові підприємства та автомобільний транспорт.

Техноекологія присвячена одній з найбільш вагомих проблем сьогодення – взаємодії народного господарства з навколишнім середовищем.

Техноекологія – область знань, що вивчає вплив промисловості, транспорту від окремих підприємств та транспортного засобу до техносфери в цілому, на навколишнє середовище з метою його охорони, а також забезпечення раціонального природокористування та екологічної безпеки населення.

Саме термін «промислова екологія», що є своєрідним синонімом «техноекології», з’явився в СССР на початку 80-х. А вже в 1983 році в МХТІ ім. Д.І. Менделеєва була створена кафедра промислової екології. Промислова екологія розглядає взаємозв’язок (і взаємозалежність) матеріального, в першу чергу промислового виробництва, людини та інших живих організмів з середовищем їх мешкання.

Вивчення закономірностей виробництва з метою встановлення найпродуктивніших та найекономніших процесів здійснюється у таких спеціалізованих наукових технологічних дисциплінах, як технологія машинобудування, технологія будівництва, хімічна технологія тощо.

Техноекологія на основі вивчення взаємодії суспільного виробництва з навколишнім середовищем покликана розробляти екологічно безпечні прийоми та засоби інженерно-господарської діяльності людей. Отже, взаємодія технологічних та природних процесів є предметом вивчення техноекології. Характер цієї взаємодії зумовлюється функціональною структурою природно-господарських систем (ПГС), які є об'єктом вивчення в техноекології. Під природно-господарськими (природно-технічними, геотехнічними) системами розуміють територіальні системи, що охоплюють різні господарські об'єкти (промислові, енергетичні, сільськогосподарські, комунальні, транспортні тощо) та певну частину навколишнього середовища, на яку вони безпосередньо впливають.

У процесі взаємодії структурних компонентів природно-господарських систем між господарськими об'єктами та природним середовищем відбувається обмін речовинами та енергією. Якщо цей обмін органічно вписується у природний колообіг речовин та енергетичні потоки, що мають місце в біосфері нашої планети, та не порушує речовинно-енергетичного балансу соціоекосистеми, на території якої розташована ПГС, то таку ПГС можна вважати оптимізованою. На жаль, таких ПГС існує дуже мало. Тому метою техноекології є оптимізація діючих та тих, що створюються, природно-господарських систем, яка полягає у врегулюванні речовинно-енергетичного обміну та встановленні у них між технологічними та природними процесами динамічної рівноваги, яка б унеможливлювала пошкодження та руйнування навколишнього середовища. На відміну від інших галузевих підрозділів соціоекології, техноекологія базується на глибокому знанні технології різних видів суспільного виробництва, на основі чого вона здатна визначати якісні та кількісні параметри технологічних процесів для оцінки їхнього впливу на природне середовище. Одним із головних теоретичних завдань екологічної технології є встановлення кореляційних зв'язків між параметрами технологічних процесів та змінами, що відбуваються у навколишньому середовищі. Результати вивчення цих зв'язків правлять за вихідні дані при розробці конкретних природоохоронних заходів.

До основних прикладних завдань техноекології належать:

а) розроблення ефективних засобів очищення промислових, комунальних та тваринницьких стічних вод і промислових та транспортних викидів у атмосферу;

б) розроблення безвідходних, маловідходних та екологічно чистих технологій;

в) розроблення способів утилізації відходів.

Техноекологія розлядає промислові джерела забруднень навколишнього середовища, тобто антропогенну складову. Забруднення – це внесення в оточуюче середовище або виникнення в ньому нових, зазвичай не характерних фізико-хімічних та біологічних речовин, агентів, які здійснюють шкідливий вплив на природні екосистеми і людину та від яких природне середовище не здатне самоочищатися. Антропогенні забруднення за типом походження поділяють на механічні, хімічні, фізичні й біологічні. Згідно іншої класифікації техногенні забруднення поділяють на дві основні групи: матеріальні та енергетичні. До матеріальних належать викиди в атмосферу (газоподібні, рідкі, тверді та змішані), стічні води (умовно чисті й брудні) та тверді відходи (не токсичні та токсичні). До енергетичних віднесені теплові викиди, шум, вібрація, ультразвук, електромагнітні поля, світлове, лазерне, інфрачервоне, ультрафіолетове, іонізуюче та електронне випромінювання.

Найпоширенішими газовими забрудненими є сірчистий газ, оксиди азоту, безпірен, аміак та інші речовини. В вигляді твердих частинок в димах знаходяться вугілля, попіл, сульфати та сульфіти металів, кремнезем, хлориди, а також пари у вигляді туману сірчаної та азотної кислот , ртуті, фенолу тощо. До забруднювачів довкілля відносяться також різні шуми від виробництва та транспорту, та іонізуючого випромінювання, вібрацій, електромагнітне випромінювання, світло-теплові впливи тощо. Забруднення оточуючого середовища сприяє загибелі лісів, парків, рослинного та тваринного світу. Забруднення повітря згубно впливає на будівлі, пам’ятники культури, спричиняє корозію металів та забруднює водойми та ґрунти. Небувалими темпами скорочується ресурсна база. Багато корисних копалин знаходиться на межі вичерпності.