А. А. Челноков Л. Ф. Ющенко

ОХРАНА

ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ

Утверждено Министерством образования Республики Беларусь в качестве учебника для учащихся учреждений среднего специального образования

Минск

РИПО

2011

ГЬьтатная уетанова адукацьг

"тэхжкум

Б13НЕСУ I ПРАВА"

Б1БЛ1ЯТЭКА 1нв. Wfc

УДК 502/504+620.9(075.32)

ББК 20.1я723+31.19я723 4-38

Рецензенты:

цикловая комиссия естественно-математических дисциплин ЧУО «Минский техникум предпринимательства» (Е. П. Господарик); профессор кафедры промышленной теплоэнергетики и теплотехники БИТУ, доктор технических наук Р. И. Есъман.

Челноков, А. А.

4-38 Охрана окружающей среды и энергосбережение : учеб. / А. А. Челноков, Л. Ф. Ющенко. - Минск: РИПО, 2011. - 442 с.

ISBN978-985-503-150-6.

Изложены основные экологические и энергетические понятия, рассмотрены природные ресурсы Республики Беларусь, их состо­яние и перспективы использования, показано воздействие произ­водственной деятельности на качество окружающей среды.

Обновлены нормативные документы по охране окружающей среды и энергосбережению в соответствии с действующим законо­дательством. Приведены современные системы управления охра­ной окружающей среды и энергосбережением, даны нормирова­ние образования отходов производства и потребления и основные принципы оценки возмещения ущерба природной среде.

Предыдущее издание вышло в 2009 г.

Предназначен для учащихся учреждений среднего специаль­ного образования, а также практических работников, занимаю­щихся вопросами охраны окружающей среды и энергосбере­жения.

УДК 502/504+620.9(075.32) ББК 20.1я723+31.19я723

ISBN 978-985-503-150-6 © Челноков А. А.,Ющенко Л. Ф.,2011

© Оформление. Республиканский институт профессионального образования,2011

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АЭС - атомная электростанция

АСКУЭ - автоматическая система контроля и учета электро­энергии

АХОВ - аварийно опасное химическое вещество

БОВ - боевое отравляющее вещество

ВВП - валовый внутренний продукт

ВДВ - временно допустимый выброс

ВНДС - временный норматив допустимого сброса

ВНП - валовый национальный продукт

ВОЗ - Всемирная организация здравоохранения

ВСВ - временно согласованный выброс

ВЭР - вторичный энергетический ресурс

ВЭУ - ветроэнергетическая установка

ГАА - геохимическая антропогенная аномалия

ГАЭС - гидроаккумулирующая электростанция

ГИС - геоинформационная система

ГЛО - газовое лучистое отопление

ГОУ - газоочистная установка

ГЭС - гидроэлектростанция

ДВС - двигатель внутреннего сгорания

ДК - допустимая концентрация

ЕМЭП - Европейская программа мониторинга и оценки пере­носа загрязнителей воздуха на большие расстояния ЕЭК - Европейская экономическая комиссия ООН ЖКТ - желудочно-кишечный тракт ЗСО - зона санитарной охраны ИЗА - индекс загрязнения атмосферы ИЗВ - индекс загрязнения воды

ИПС - информационно-поисковая и справочная система

ИР - информационный ресурс

ИТП - индивидуальный тепловой пункт

ККЗ - коэффициент концентрации загрязнения почвы

КО - коммунальные отходы

КПД - коэффициент полезного действия

КРС - крупный рогатый скот

КЭС - конденсационная тепловая электростанция ЛОС - летучее органическое соединение ЛЭП - линия электропередачи

МАГАТЭ - Международное агентство по атомной энергии МАДИ-ТУ - Московский государственный автомобильно-до­рожный институт (Технический университет)

МГЭС - малая гидроэнергетическая станция

МКООС - Международная комиссия по окружающей среде

МСОП - Международный союз охраны природы и природных

ресурсов

МЭС - Межгосударственный Экономический Совет НАМИ - Научно-исследовательский автомоторный институт НДВ - норматив допустимого выброса НДС - норматив допустимого сброса

НМЛОС - неметановые летучие органические соединения

НМУ - неблагоприятные метеорологические условия

НСУР - Национальная стратегия устойчивого развития

ОБУВ - ориентировочно безопасный уровень воздействия

ОВОС - оценка воздействия на окружающую среду

ОДК - ориентировочно допустимая концентрация

ОДУ - ориентировочно допустимый уровень

ООН - Организация Объединенных Наций

ООПТ - особо охраняемая природная территория

ОЭС - Организация экономического сотрудничества и развития

ОЯТ - отработанное ядерное топливо

ПАУ - полициклический ароматический углеводород

ПДК - предельно допустимая концентрация

ПЗА - потенциал загрязнения атмосферы

ПРООН - Комиссия по устойчивому развитию ООН

ПХБ - полихлорбензол

ПЭК - производственный экологический контроль ПЭС - приливная электростанция РВТ - ресурсовозобновляющая технология СанПиН - санитарные правила и нормы

СНБ - строительные нормы Республики Беларусь СНиП - строительные нормы и правила СОЗ - стойкий органический загрязнитель СПИД - синдром приобретенного иммунодефицита СУОС - система управления окружающей средой СЭС - солнечная электростанция

ТАСИС ЕС - программа Европейского союза по содействию уско­рению процесса экономических реформ в СНГ ТКО - твердые коммунальные отходы ТКП - технический кодекс установившейся практики ТИПА - технический нормативный правовой акт ТТЧ - технологическое топливное число ТЭК - топливно-энергетический комплекс ТЭР - топливно-энергетический ресурс ТЭС - тепловая электрическая станция ТЭЦ - теплоэлектроцентраль УЗ - уровень звука УЗД - уровень звукового давления ФАР - фотосинтетически активная радиация ХФУ - хлорфторуглеводород ЦНС - центральная нервная система ЦТП - центральный тепловой пункт ЧАЭС - Чернобыльская атомная электростанция ЭМИ - электромагнитное излучение ЭМП - электромагнитное поле

ЭПРУ - электронное пускорегулирующее устройство Эспо - Конвенция об оценке воздействия на окружающую сре­ду в трансграничном контексте ЮНЕП - Программа ООН по окружающей среде

ПРЕДИСЛОВИЕ

К началу XXI в. наша планета оказалась в преддверии глобального экологического кризиса, так как своей техно­кратической деятельностью человек нарушил сбалансиро­ванность многих биосферных процессов на Земле. Если на ранних этапах социально-экономического развития чело­вечества потенциал природы был достаточным для ком­пенсации антропогенного давления, то в настоящее время эта способность окружающей природной среды подходит к рубежу исчерпания. Поэтому решение проблем охраны окружающей среды становится приоритетным для разви­тия цивилизации.

Уровень развития общества и каждой страны в отдель­ности в конечном счете зависит от величины энергоза­трат (количества используемой энергии). В свою очередь получение энергии разных видов, без которой невозмож­но развитие современной цивилизации, сопровождается значительным воздействием на окружающую природную среду на всех стадиях технологического цикла, начиная от добычи энергоресурсов до их использования в энерге­тических агрегатах.

Известно, что наиболее эффективным путем сниже­ния энергозатрат как на производстве, так и быту явля­ется энергосбережение, т. е. экономия энергии напрямую приводит к снижению экологической нагрузки на при­родную среду.

Учитывая причинно-следственную связь между эколо­гией и энергетикой через энергосбережение в образователь­ном стандарте для специалистов, получающих среднее специальное образование, в учебные планы включен пред­мет «Охрана окружающей среды и энергосбережение», в котором рассматриваются экологические и энергетические проблемы современного общества и пути их решения.

Первое издание книги вышло в свет в 2009 г. ти­ражом 4 500 экземпляров и получило положительную оценку технической и педагогической общественности. Это позволило авторам провести доработку книги и под­готовить ее второе издание в качестве учебника с учетом новых перспективных направлений, а также действую­щих нормативных правовых и технических норматив­ных правовых актов в изучаемой области знаний.

В книге рассмотрены теоретические основы экологии, природные ресурсы Республики Беларусь, глобальные и региональные проблемы взаимодействия производства и окружающей природной среды, а также показаны ос­новные пути обеспечения экологической и энергетиче­ской безопасности страны. Подчеркивается, что энерго­сбережение и рациональное использование природных, в том числе топливно-энергетических ресурсов, являются важнейшими направлениями решения экологических и энергетических проблем.

Признательность за доброжелательное и критическое отношение к рукописи учебника авторы выражают препо­давателю химии и биологии высшей категории Частного учреждения образования «Минский техникум предприни­мательства» Господарик Е.П., объективные замечания ко­торой помогли существенно улучшить содержание работы.

Авторы надеются, что настоящий учебник поможет специалистам ориентироваться в изучаемых проблемах и профессионально принимать экологобезопасные и энер­госберегающие решения как в производственной деятель­ности, так и в быту.

ВВЕДЕНИЕ

Известно, что естественное функционирование биосфе­ры на планете является результатом баланса потоков ве­щества и энергии. Любое нарушение этого равновесия вызывает обычно необратимые изменения биосферных про­цессов, что, в свою очередь, негативно сказывается на ка­честве окружающей среды. Изменение параметров среды обитания преобразует живое вещество на видовом уров­не — исчезают традиционные для данного региона виды, сокращается их разнообразие, освободившиеся экологи­ческие ниши занимают паразитические или патогенные виды и т. д. Поэтому одной из глобальных проблем со­временности является проблема дисбаланса потоков веще­ства и энергии в современной биосфере.

Важным лимитирующим фактором выхода из глобально­го экологического кризиса является недостаток энергии для снижения антропогенной нагрузки на биосферу, что связа­но с необходимостью еще большего расходования топливно- энергетических ресурсов планеты. Человечество уже сейчас тратит для обеспечения своей жизнедеятельности чрезмер­ные объемы ископаемого топлива, что грозит энергетиче­ским кризисом. Причем при сжигании топлива образуются углекислый газ, оксиды серы, азота, взвешенные вещества, бензопирен и другие загрязняющие вещества, которые при­водят к экологическим проблемам (парниковому эффекту, озоновым дырам, глобальному изменению климата и т. д.). Понятно, что развитие энергетического кризиса невозможно остановить без существенного снижения энергопотребления и повышения энергоэффективности производства. Решение анергетических проблем создает предпосылки для обеспече­ния экологической безопасности.

В лексиконе современного человека появились и за­крепились соответствующие понятия и определения.

Охрана окружающей среды представляет собой дея­тельность государственных органов, общественных объе­динений, иных юридических лиц и граждан, направлен­ную на сохранение и восстановление природной среды, рациональное использование природных ресурсов, пре­дотвращение загрязнения, деградации, повреждения, ис­тощения, разрушения, уничтожения и иного вредного воздействия на окружающую среду хозяйственной и иной деятельности человека и ликвидацию ее последствий.

Охрана природы - это комплекс мер по сохранению, рациональному использованию и восстановлению при­родных ресурсов Земли, в том числе видового разнообра­зия флоры и фауны, богатства недр, чистоты вод и ат­мосферы.

Энергосбережение - деятельность, направленная на сни­жение расхода топливно-энергетических ресурсов.

Другие термины и определения в рассматриваемых областях знаний приведены в тексте учебника.

Современное состояние окружающей природной среды требует от человека активной жизненной позиции в деле обеспечения экологической и энергетической безопасно­сти и сохранения жизни на Земле. А для этого каждому из нас необходимо знать основные экологические пробле­мы цивилизации и возможные пути их решения.

Глава 1 экологические основы охраны окружающей среды

1. Предмет, задачи и методы современной экологии

Возникновение экологии как науки было неизбежным. К середине XIX в. накопился колоссальный фактический и теоретический материал, полученный за время великих географических открытий и передела мира. Кроме того, бурное развитие промышленности к этому времени уже привело к определенным изменениям во флоре и фауне. Необходима была совершенно новая наука, которая бы су­мела соединить все известные естественно-исторические, естественные и философские знания в единую систему, объясняющую устройство нашего мира и те изменения, которые в нем начали происходить.

Впервые термин экология был употреблен в 1866 г. немецким ученым Э. Геккелем, который в следующих словах определил сущность новой науки: «Под экологией мы понимаем общую науку об отношениях организмов к окружающей среде, куда мы относим в широком смысле все “условия существования”. Они частично органиче­ской, частично неорганической природы, но как те, так и другие ... имеют весьма большое значение для форм ор­ганизмов, так как они принуждают их приспосабливать­ся к себе ... Под экологией мы подразумеваем науку об экономии, о домашнем быте животных организмов. Она исследует общие отношения животных как к их неорга­нической, так и к органической среде, их дружественные и враждебные отношения к другим животным и растени­ям, с которыми они вступают в прямые и непрямые кон­такты, или, одним словом, все те запутанные взаимоот­ношения, которые Дарвин условно обозначил как борьбу за существование. Эта экология (часто также неправильно обозначаемая как биология в узком смысле слова) до сих пор представляла главную составную часть так называе­мой естественной истории в обычном смысле слова».

Название новой науки «экология» (греч. ekos - дом, жи­лище и logos - учение, мысль), предложенное Геккелем, оказалось очень удачным, получило всеобщее признание и быстро распространилось в научном мире. В первые же годы своего существования как самостоятельной науки экология подтвердила свою высокую эффективность в об­ласти теории и практики.

В 70-х годах XIX в. немецкий зоолог К. Мебиус соз­дал учение о биоценозе, ставшее фундаментом современ­ной экологии. В дальнейшем это учение легло в основу биоценологии, а затем и биогеоценологии. Развитие идей биогеоценологии позволило русскому ученому В.И. Вер­надскому создать стройное учение о законах формиро­вания, развития и эволюции биосферы, определить ее нынешнее состояние как «техносферу» и указать един­ственный путь спасения человечества через трансформа­цию техносферы в ноосферу.

За последние десятилетия неизмеримо выросли не только масштабы человеческой деятельности, но и мас­штабы экологических исследований, их теоретический и методический уровень. При этом характерно внедрение в экологию энергетической оценки анализируемых про­цессов, системного анализа, математического моделиро­вания; использование точнейшей аппаратуры не только в лабораторных условиях, но и непосредственно в поле-

вых наблюдениях; непрерывного мониторинга состояния окружающей среды с одновременной математической об­работкой полученных данных и т. д.

Объектом экологических исследований служат от­дельные виды, видовые популяции и сообщества. В соот­ветствии с этим в настоящее время в экологии выдели­лись четыре основных направления:

• аутэкология, или экология особей (от греч. autos - сам);

• демэкология, или экология популяций (от греч. de­mos - народ);

• эйдэкология, или экология видов (от греч. eidos - образ, вид);

• синэкология, или экология сообществ (от греч. syn - вместе), анализирующая отношение между особями, от­носящимися к разным видам данной группировки орга­низмов (сообщества), а также между этими организмами и окружающей средой.

Следует иметь в виду, что перечисленные направле­ния разграничиваются достаточно условно, они тесно взаимосвязаны.

Таким образом, предметом изучения экологии яв­ляются основные закономерности и процессы, свойствен­ные всему органическому миру, и влияние на них неор­ганического мира.

В настоящее время экология трактуется как отрасль естественных наук, исследующая исторически сложивши­еся взаимодействия организмов с окружающей их физико­химической, биотической и антропогенной средой на уров­нях видов, видовых популяций, биогеоценозов и биосферы в целом для раскрытия закономерностей указанных про­цессов и решения актуальных задач хозяйственной дея­тельности, здравоохранения, охраны природы.

В корне неправильным является использование до­статочно распространенных выражений типа «хорошая (плохая) экология» или «здоровая экология», встречаю­щихся, к сожалению, не только в массовой, но и научной литературе. Экология не может быть плохой или хоро­шей, так как это наука, которая бесстрастно исследует явления, причины и следствия.

Для достижения упомянутых целей в экологии ис­пользуются разнообразные методы исследований и ана­лиза полученных данных, также находящиеся в тесной взаимосвязи. Так как в экологии изучается как сам ор­ганизм, так и окружающая его среда, то совершенно ес­тественно, что экологические исследования носят ком­плексный характер и осуществляются путем сочетания известных науке методов.