
- •Для студентов специальностей
- •Общие сведения Сведения об эумк
- •Методические рекомендации по изучению дисциплины
- •Учреждение образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники»
- •Рабочая учебная программа для специальностей:
- •Содержание дисциплины
- •1. Наименование тем теоретических занятий, их содержание, объем в часах
- •2. Практические занятия, их содержание и объем в часах
- •3. Контрольные работы, их характеристика
- •4. Учебно-методические материалы по дисциплине л и т е р а т у р а
- •5. Перечень наглядных и других пособий, методических указаний и материалов к техническим средствам обучения.
- •Теоретический раздел
- •Тема 1. Предмет, задачи и методология курса «Основы экологии и энергосбережения»
- •План занятия:
- •Тема 2.Атмосфера, источники загрязнения атмосферы, охрана воздушного бассейна.
- •Тема 3. Водные ресурсы и их охрана.
- •14 % Водозаборных скважин не обеспечены водоохранной зоной строгого режима
- •3. Роль малой гидроэнергетики и водохранилищ в водном хозяйстве страны.
- •Тема 4.Загрязнение водоемов в связи с их использованием
- •1. Состояние качества воды и источники ее загрязнения.
- •2. Состояние водных ресурсов рб и основные очистные сооружения.
- •3.Основные направления охраны водных ресурсов.
- •2. Состояние водных ресурсов рб и основные очистные сооружения.
- •Тема 5.Эколого-экономические проблемы землепользования
- •1. Земля как источник развития общества.
- •2. Неблагоприятные последствия использования земельных ресурсов.
- •3. Учет и оценка земель. Регулирование рационально землепользования.
- •Тема 6.Проблемы использования и охрана лесных ресурсов
- •2. Характеристики, состояние и энергетический потенциал лесных ресурсов Республики Беларусь.
- •3. Основные направления политики лесопользования.
- •Тема 7. Рациональное использование и охрана ресурсов недр
- •1. Общая характеристика и классификация полезных ископаемых
- •2. Оценка полезных ископаемых Республики Беларусь.
- •Тема 8. Санитарное состояние природной среды и ее влияние на здоровье человека
- •1. Источники загрязнения окружающей среды и его последствия.
- •2. Связь между загрязнением окружающей среды и здоровьем человека.
- •3. Санитарное состояние природной среды.
- •Тема 9. Нетрадиционные источники энергии
- •1.Неисчерпаемые источники энергии,их классификация и использование
- •2. Вторичные энергетические ресурсы, их классификация и использование
- •3.Использование возобновимых источников в рб
- •Тема 10. Обращение с отходами и их утилизация.
- •1. Классификация отходов.
- •2. Способы утилизации отходов.
- •3. Альтернативное использование отходов.
- •Тема 11. Аккумулирование и транспортирование тепловой и электрической энергии
- •2. Транспортирование энергетических ресурсов и электроэнергии.
- •200 0С
- •3. Учет и регулирование потребления энергоресурсов.
- •Тема 12. Энергосбережение в зданиях и сооружениях
- •1.Тепловые потери в зданиях и сооружениях.
- •2. Теплоизоляция зданий и сооружений.
- •3. Рациональные использование энергии в бытовых целях.
- •Тема 13. Глобальные и региональные экологические проблемы
- •I век до н. Э. - II век н. Э.
- •3. Экологические проблемы Республики Беларусь.
- •Контрольные вопросы к зачету по курсу
- •Практический раздел
- •Контрольные работы
- •Контрольная работа 1 и 2
- •Методические указания к выполнению контрольной работы
- •Варианты контрольных работ
- •Контрольные вопросы
- •Контрольные задачи
- •Работы для самостоятельного выполнения Работа для самостоятельного выполнения №1.
- •Расчет экономической эффективности мероприятий по защите атмосферы
- •Работа для самостоятельного выполнения №2.
- •Работа для самостоятельного выполнения №3.
- •Работа для самостоятельного выполнения №4.
- •Работа для самостоятельного выполнения №5.
- •Работа для самостоятельного выполнения №6.
- •Работа для самостоятельного выполнения №7.
- •Работа для самостоятельного выполнения №8.
- •Работа для самостоятельного выполнения №9.
- •Работа для самостоятельного выполнения №10.
- •Работа для самостоятельного выполнения №11.
- •Работа для самостоятельного выполнения №12.
- •Работа для самостоятельного выполнения №13.
I век до н. Э. - II век н. Э.
VIII - XI вв. н. э. Теплый период. Викинги плавали по Северному Ледовитому океану. Эйрик Рыжий открыл Гренландию - зеленый остров с высоченной травой.
XVII - XIX вв. н. э. Снова холодно (пик малого ледникового периода). Русские летописи XVII века повествуют о суровых зимах, неурожаях.
Конец XIX - XX в. Земля постепенно выходит из малого ледникового периода. Это совпало с бурным ростом промышленности, и люди связали потепление с выбросами из заводских труб.
Последний «ледниковый» период наблюдался в Европе в начале XVII века. Именно тогда в одну из зим покрылись льдом проливы Босфор и Дарданеллы, а также Гибралтарский. Товары в Венецию возили по льду.
В 1601 году Москва-река покрылась льдом на Яблочный Спас, то есть 19 августа. А далее в течение последующих нескольких лет летние месяцы были также аномально холодными.
Последние годы мы находимся на пик-фазе глобального потепления.
Разрушение озонового слоя Земли. ОЗОН (от греч. ozon -- пахнущий) - Газ синего цвета с резким запахом, сильный окислитель. Образуется из кислорода (О2) при электрическом разряде (напр., во время грозы) и под действием ультрафиолетового излучения (напр., в стратосфере под действием ультрафиолетового излучения Солнца). Основная масса озона (Оз) в атмосфере расположена в виде слоя -- озоносферы -- на высоте от 10 до 50 км с максимумом концентрации на высоте 20-25 км. Озоновый слой охватывает всю Землю, но его толщина сильно меняется (около 2,6 мм тропических широтах и до – 3,5 мм в экваториальных).
Этот слой предохраняет живые организмы на Земле от вредного влияния коротковолновой ультрафиолетовой радиации Солнца. В 1985 г. специалисты сообщили о неожиданном факте: весеннее содержание озона в атмосфере над станцией в Антарктиде уменьшилось за период с 1977 по 1984 г. на 40%. Область пониженного содержания озона простирается за пределы Антарктиды и по высоте охватывает слой от 12 до 24 км. Фактически это означало, что в полярной атмосфере имеется озоновая "дыра". (Озоновая дыра - разрыв озоносферы диаметром св. 1000 км, Сегодня принято аномалии озона относить к "озоновым дырам", если дефицит озона превышает 30%. Так, в первой половине 90-х годов площадь озоновой дыры составляла 15 млн. кв. км. В октябре 2000 года, новозеландские ученые посчитавшие современные размеры озоновой дыры (29,53 млн. кв. км), указали, что в зону её действия уже попадают города Чили, а в скором, озоновой дыры начнут угрожать Аргентине, Австралии и ЮАР.
В последние годы области дефицита озона были зарегистрированы и над Северным полушарием. их принято называть локальными озоновыми дырами. Одна из таких локальных озоновых дыр наблюдается над Центральной Азией, было зарегистрировано в апреле 1997 года и составило 18%. В настоящее время образование таких "озоновых дыр" наблюдается также и над Европой.
Большую тревогу со стороны экологов вызывает влияние оксидов азота, которые выбрасываются реактивными двигателями сверхзвуковых самолетов. Такие опасения основаны на свойстве оксида азота разрушать озон. Подсчитано, что этой мощной ударной волной самолет типа Ту-144, перелетая из Москвы в Алма-Ату, уничтожает несколько тонн озона.
Хлорфторуглероды (ХФУ) — инертные в обычных условиях вещества, — попадая в стратосферу участвующий в разрушения озона. ХФУ используются в холодильниках, кондиционерах воздуха (фреоны). Вторая важнейшая область их применения – производство пористых пластмасс. Они вспенивают пластмассу, как углекислый газ вспенивает содовую воду и при этом улетучиваются в атмосферу. Третья основная область их применения – электронная промышленность, а именно очистка компьютерных микросхем.
Обеспокоенные прогнозами ученых представители 93 промышленных стран в 1987 г. в Монреале подписали первый глобальный договор по климату. В соответствии с ним предусматривается постепенное снижение выбросов ХФУ и других искусственных химических соединений, которые приводят к разрушению защитного озонового слоя нашей планеты. Страны, подписавшие договор, обязались сократить вдвое использование озоноразрушаюших ХФУ.
Однако что касается озоновых дыр, то они существовали еще до появления человека на Земле: то появлялись, то затягивались. Процесс уменьшения их числа идет и сейчас.
Дегазация Земли и разрушение озонового слоя
Концепция разрушения озона по причине воздействия на него в первую очередь антропогенных факторов не способна объяснить многие факты. Например, необъяснима удаленность наиболее минимумов стратосферного озона от промышленных центров. Суть предлагаемой концепции - разрушении озонового слоя происходит за счет дегазации Земли.
Значительные запасы метана находятся в жидком ядре планеты. Главными каналами дегазации Земли служат гигантские трещины литосферы – рифтовые системы. Именно через рифты основная масса эндогенных газов попадает в гидросферу и атмосферу. Важно отметить, что эти гигантские трещины проходят: в северном полушарии - Исландия, Гавайские остров, в южном - Тихоокеанское огненное кольцо, Австралия, Н.Зеландия, Антарктида.
Кроме того– это легкость эндогенных газов, само вулканическое извержение, способное выбрасывать свои продукты, в том числе и газы, на многие километры ввысь.
На Земле имеются очень мощные источники биогенного метана - рисовыми полями; болотами.
Проблема - Истощение запасов пресной воды и загрязнение вод Мирового океана. К 2025 г. в условиях водного дефицита будут проживать каждые два из трех жителей Земли. Добыча подземных вод во многих регионах земного шара ведется в таких объемах, которые значительно превышают способность природы к их возобновлению. Отмечается падение уровня подземных вод на 1—3 м в год.
Разрушение почвенного покрова Земли. По самым оптимистическим подсчетам специалистов ООН, ежегодно теряется почти 2 млрд. га. Ежегодно вносится в почвы свыше 500 млн т минеральных удобрений, около 3 млн тонн различных ядохимикатов.
Средства борьбы (пестициды) в зависимости от объекта, на который они действуют, делятся на; гербициды (уничтожают сорную растительность), инсектициды (действуют на насекомых), фунгициды (действуют на возбудителей грибковых заболеваний), и др. В настоящее время только в качестве гербицидов ежегодно описывается и патентуется до 5 тыс. соединений. Мировое производство пестицидов составляет более 1,2 млн т, а площадь их применения - 4 млрд га, что в среднем составляет до 30 мг/м2 в год.
По поводу применения этих ядовитых веществ в настоящее время ведутся ожесточенные дискуссии. Одна точка зрения такова, что без пестицидов нам не обойтись. Многие понимают, что лучше урожай с химией, чем вообще никакого. Неоднократно отмечалось отравление пестицидами. Однако случаи смертельных отравлений чаще всего происходят не там, где пестицидов применяют много, а там, где их используют безграмотно. Уже сейчас более 500 видов вредных насекомых устойчивы к какому-либо химикату. Правительство Индонезии признало, что использование пестицидов при выращивании риса принесло больше вреда, чем пользы, поскольку в большей степени уничтожены были не вредители, а их естественные враги. Таким образом, перед человечеством встала реальная угроза глобальной продовольственной безопасности.
Сохранение биологического разнообразия. Продолжается истощение рыбных промысловых районов Мирового океана: за последние полвека улов рыбы вырос почти в пять раз, при этом 70% океанических промыслов подвергаются предельной либо запредельной эксплуатации. Необходимо выделить также такую отрасль промышленности, как производство медицинских препаратов на растительной основе. По мере того как растет осведомленность о ценности растительных медицинских препаратов, увеличивается и угроза самим этим растениям. Согласно последним обследованиям, около четверти миллиона видов растений, то есть каждый восьмой, находятся под угрозой исчезновения. Проблематичным является и выживание приблизительно 25 % всех видов млекопитающих и 11 % видов птиц. Разделяя озабоченность мирового сообщества, Конференция ООН по окружающей среде (1992) приняла Конвенцию о биологическом разнообразии и благодаря этому сегодня растёт число особо охраняемых природных территорий.
Еще одна глобальная проблема - радиоактивное загрязнение в результате
А)аварии на Чернобыльской АЭС. Из всех регионов бывшего Советского Союза наибольшее количество радиоактивных пятен с наиболее высокими уровнями загрязнения находится на территории Беларуси. В Украине наибольшее загрязнение радионуклидами наблюдалось в непосредственной близости от места катастрофы. Последствия чернобыльской катастрофы сказываются на территории 20 областей Европейской части России.
Б)в результате захоронений РО в морской среде и аварий на надводных и подводных судах. Металлические контейнеры для РО разрушаются в морской среде через 10 лет, бетонированные – через 30 лет. Скорость коррозии увеличивается поскольку затопленные объекты состоят из разнометаллических сплавов (обычно коррозия в морской среде за 5 лет съедает до 1 мм металла). Не исключено, что часть из 12 тыс. затопленных с РО контейнеров уже разъедено морской водой. Всего, по данным ам. Журнала «Таймс» на дне Мирового океана находится 6 затонувших АПЛ, 9 атомных реакторов и 50 ядерных боеприпасов.
По расчетам института ф. химии, первые течи из ядерного реактора АПЛ «Комсомолец», затонувшего в 1989 в Норвежском море на глубине 1689 м в 300 милях от побережья оказались с ядерным реактором и двумя ядерными боеголовками могли появиться уже через 2 года после аварии. Место, где лежит Комсомолец – богатейший рыбопромысловый район, при усвоении плутония рыбами он может беспрепятственно по природной цепочке переходить к человеку. При активном употреблении таких морепродуктов можно ожидать серьезных последствий для человеческого организма
Региональные экологические проблемы.
Зонами экологического бедствия являются участки территории, где в результате хозяйственной или иной деятельности произошли глубокие необратимые изменения среды, которые ведут к существенному ухудшению здоровья населения, нарушению природного равновесия, разрушению естественных экологических систем.
Зона Приаралья. Катастрофические изменения природы Приаралья связаны с высыханием Аральского моря, опустыниванием, деградацией окружающих ландшафтов. Безвозвратное использование воды для орошения плантаций хлопчатника привело к резкому сокращению стока рек Амударьи и Сырдарьи в Аральском море (с 1983 г. река Сырдарья перестала впадать в это море). Уровень воды в море упал более чем на 14 м, площадь акватории за 60—90-е годы XX ст. уменьшилась на треть, а объем воды — на 60 %, а соленость ее увеличилась почти в три раза (до 28 г/л) площадь обнажившегося морского дна приближается к 3 млн. га, море потеряло рыбохозяйственное значение. Высохшие участки дна покрываются солью, которая разносится ветром.
В 1987 году, продолжающееся сжатие раскололо озеро на две отдельных Северное Аральское море и Южное Аральское море (Большее); был вырыт искусственный канал, чтобы соединить их, но связь прекратилась к 1999 году, поскольку два моря продолжали сжиматься. Ведется работа, чтобы восстановить частично Северное Аральское море. Южное Аральское море, которое находится в значительной степени в более бедном Узбекистане, было в значительной степени оставлено на волю судьбы. В январе 1994 года, страны Казахстан, Узбекистан, Туркмения, Таджикистан и Кыргызстан подписали договор, согласно которому 1 % их госбюджетов были выделены на помощь в решении проблем моря.
Появление сероводорода в Черном море.
Когда (в 1891 году) подняли из глубин Черного моря первую пробу воды. Проба показала, что вода ниже 183 метров насыщена сероводородом. Последующие исследования подтвердили, что Черное море является крупнейшим в мире сероводородным бассейном. Уровень сероводорода поднимается, и в наше время держится на глубине 200 - 60 метров, причем диаметр "купола" достигал 120 км. Может ли море гореть? Во время крымского землетрясения 1927 года разразилась гроза, и удивленному взору жителей Ялты предстали языки пламени в море - море загорелось! Таким образом, присутствие сероводорода в Черном море представляет собой очень серьезную опасность для населения.
Основным источником возникновения сероводорода в море служит биохимическое восстановление растворенных сульфатов. Вторым источником возникновения сероводорода в море служит анаэробный распад богатых серой белковых органических остатков отмерших организмов. Любой аквариумист прекрасно знает, что в большом аквариуме в придонном слое со временем в результате гниения остатков корма, растений постепенно накапливается сероводород. В результате реакции образуется свободная сера и вода и при изначальном термальном толчке реакция может протекать взрывоподобно. В результате взрыва в атмосферу будут выброшены тонны концентрированной серной кислоты. Поверьте, это будут не современные кислотные дождики. Куда будет дрейфовать смертоносное облако - одному Богу ведомо. Кислотные ливни после взрыва Чёрного моря выжгут всё живое на многие сотни км!
Существует способ уменьшения опасности "взрыва" Черного моря путем интенсивного хозяйственного использования сероводорода в качестве горючего. Прокачка глубинных вод через отстойники даст неограниченные объемы газа, который можно будет использовать в теплоэлектростанциях при его взрывобезопасном дозировании. Из Черного моря, без ущерба для его экологии, можно ежегодно выделять около 250 миллионов тонн сероводорода (сгорая, один килограмм сероводорода дает примерно 4000 ккал.). Каждая тонна сероводорода, дает 2,9 т Кроме того серная кислота – ценное сырье для химической промышленности.
В 1976 году был предложен простой и дешёвый проект. Горные реки Кавказа несут в море пресную воду тающих ледников. Если эту воду пустить по трубе на дно моря, то реализуется ситуация аэрации воды. Но проект не реализован.
Зона Прикаспия. Общая экологическая ситуация Каспийского моря, в настоящее время оценивается как кризисная. Произошла полная дестабилизация системы самоочищения бассейна. Прогнозируется дальнейшее ухудшение ситуации в связи с резким увеличением добычи нефти. Загрязнение Каспийского моря ведёт к гибели огромного числа редких рыб и других живых организмов.. Каспийское море использовалось в качестве полигона для вселения новых видов, предназначенных для увеличения рыбопродуктивности бассейна. Например, настоящей бедой для Каспийского моря стало массовое размножение гребневика. Гребневик впервые появился в Азовском море и в течение 1985-1990 гг. буквально опустошил море. Гребневик питается в основном зоопланктоном, потребляя ежесуточно пищи примерно 40% от собственного веса, уничтожая таким образом пищевую базу каспийских рыб. Быстрое размножение и отсутствие естественных врагов ставят его вне конкуренции. Если ситуация на Каспии будет развиваться так же, как в Азовском и Черном морях, то полная потеря рыбохозяйственного значения моря произойдет между 2012-2015 гг..
Балтийское море Примерно до середины ХХ в. состояние Балтийского моря не вызывало серьезных опасений. Но уже в конце 60-х годов вследствие того, что поступление загрязнителей превысило природную способность акватории к самоочищению, и в 1973 г. море было объявлено чрезвычайным районом Мирового океана.
Экологическая проблема номер один Балтики — избыточное поступление в акваторию азота и фосфора в результате смыва с удобряемых полей, с коммунальными стоками городов и отходами некоторых предприятий.
Вторая по значимости проблема Балтийского моря — накопление тяжелых металлов — при прямом сбросе в акваторию бытовых и промышленных отходов. К Балтийскому региону (водосборному бассейну Балтийского моря) относятся 14 государств. Наибольшая интенсивность антропогенного воздействия на территорию наблюдается в России и Польше.
Третья из наиболее острых проблем Балтики — загрязнение нефтью, в акваторию ежегодно попадает до 600 тыс. т нефти. На Балтийское море приходится до 10% мировых морских перевозок.
На дне Балтики находится не одно кладбище кораблей. Многие затонувшие суда имеют опасные грузы. Десятилетиями в Балтике практиковалось затопление и захоронение устаревших снарядов, химических боеприпасов. После окончания Второй мировой войны по совместному решению стран антигитлеровской коалиции (СССР, Великобритания и США) и в соответствии с решением Потсдамской конференции 1951 года в различных районах Балтики, а также в проливах, соединяющих Балтийское море с Северным морем, было затоплено свыше 300 тысяч тонн немецкого химического оружия и боеприпасов.
Региональные экологические проблемы Российской Федерации.
Озеро Байкал
1. Байкал — это уникальное озеро нашей планеты, являющееся общемировым достоянием, включенное в декабре 1996 года в Список Всемирного Наследия ЮНЕСКО. По данным исследований, Среди животного 848 эндемичных видов, которые больше нигде в мире не встречаются. Процесс разложения загрязняющих веществ в озере весьма замедлен. Особенно губительны для всего живого придонные стоки от ЦБК, Горько думать о том, что люди предпочли ценность целлюлозы ценности Байкала.
В целях сохранения уникального природного комплекса было осуществлены крупные природоохранные мероприятия. Вместе с тем проблема охраны озера остается актуальной.
Зона Арктики. Высокий уровень загрязнения, преобладание ресурсодобывающих отраслей характеризуют эту зону. Наиболее сложная экологическая обстановка сложилась в Мурманской области и г. Норильске (загрязнение воздушной среды и сброс сточных вод предприятиями цветной металлургии), на Новой Земле (радиоактивное загрязнение) и Ямале.
Урал. Тяжелая экологическая ситуация сложилась здесь, особенно в старых горнопромышленных центрах: загрязнение атмосферы, радиоактивное загрязнение территории.
Авария на Саяно-Шушенской ГЭС
Авария на Саяно-Шушенской ГЭС —произошедшая 17 августа 2009 года. В результате аварии погибло 75 человек, оборудованию и помещениям станции нанесён серьёзный ущерб. . В результате проведённого расследования непосредственной причиной аварии было названо усталостное разрушение шпилек крепления крышки турбины гидроагрегата, что привело к её срыву и затоплению машинного зала станции. Данная авария является крупнейшей в истории катастрофой на гидроэнергетическом объекте России и одной из самых значительных в истории мировой гидроэнергетики. Последствия аварии отразились на экологической обстановке акватории, прилегающей к ГЭС, и экономической сферах региона. Некоторые специалисты сравнивают Саяно-Шушенскую катастрофу по её значимости и влиянию на экономические и экологические аспекты жизни России с аварией на Чернобыльской АЭС.
Украина. Наиболее напряженные взаимоотношения между хозяйственным комплексом и окружающей природной средой сложились в Донецко-Приднепровском районе, Запорожском и Криворожском промышленных узлах. В бывшем СССР район по уровню загрязнения и деградации природной среды занимал печальное первое место.Серьезной проблемой юга Украины является осолонение Днепровско-Бугского и Днестровского лиманов.
Утечка нефти в Мексиканском заливе
20 апреля 2010 года в 22:00 по местному времени на нефтяной платформе в Мексиканском заливе, в 80 километрах от побережья штата Луизиана произошел взрыв, вызвавший сильный пожар. В результате взрыва семь человек получили ранения, без вести пропали 11 человек. Всего на момент ЧП на буровой платформе, которая по размерам больше, чем два футбольных поля, работали 126 человек, и хранилось около 2,6 миллиона литров дизельного топлива.
Нефтяная платформа 22 апреля после 36-часового пожара. После взрыва и затопления нефтяная скважина была повреждена и нефть из нее поступает в океан. Нефтяное пятно окружностью 965 километров приблизилось на расстояние примерно 34 километра к побережью штата Луизиана. Оно создает угрозу пляжам и районам рыболовного промысла. Аварийные службы США начали процесс контролируемого выжигания нефтяного пятна у побережья штата Луизиана в Мексиканском заливе. По оценкам, в Мексиканском заливе в воду выливается до 5 тысяч баррелей (около 700 тонн) нефти в сутки. Однако специалисты не исключают, что в ближайшее время эта цифра может достигнуть 50 тысяч баррелей в день из-за появления в трубе скважины дополнительных мест протечки.
В настоящее время пятно достигло побережья Луизианы и приближается к берегам Флориды и Алабамы, в которых введен режим чрезвычайного положения. До этого попытка перекрыть три прорыва, перекрыт один наименьший прорыв. Два других невозможно перекрыть из-за их размеров. Установленный защитного купола на место аварийной нефтяной скважины пришлось поднять из-за скапливающихся под куполов газов. С помощью трубы длиной в одну милю налажена откачка нефти из скважины. Но это временная мера, окончательные способы устранения течи пока не разработаны. Президент США Барак Обама назвал происходящее в Мексиканском заливе «экологической катастрофой».И действительно неизвестно как она может аукнуться в плане изменения климатических показателей для всего атлантического побережья.