5. Перечень наглядных и других пособий, методических указаний и материалов к техническим средствам обучения.

5.1. Слайды, схемы и диафильмы для проведения лекционных занятий.

5.2. Методические разработки для проведения практических занятий:

а) Основы экологии и энергосбережения;

б) Лесные ресурсы. Оценка, состояние, экологические проблемы лесов и пути их решения;

в) Экологические проблемы использования энергоресурсов;

г) Земельные ресурсы: их оценка, состояние и загрязнение;

д) Утилизация промышленных и бытовых отходов;

е) Йод и йодная профилактика;

ж) Энергосбережение в процессах теплообмена;

з) Оценка способов передачи электроэнергии;

и) Энергосбережение в системах освещения;

к) Загрязнение атмосферы в результате работы автотранспорта;

л) Основы экологии и экономика природопользования.

5.3. Учебные кинофильмы:

а) борьба со стихийными бедствиями;

б) борьба с пожарами и другими стихийными бедствиями.

Теоретический раздел

Учебное пособие 1.

Учебное пособие 2.

Тема 1. Предмет, задачи и методология курса «Основы экологии и энергосбережения»

Цель: дать понятия «экология», «окружающая среда», «энергосбережение», определить цели, задачи и научные основы данного курса, проследить историю развития энергетики в Беларуси и оценить ее роль в становлении экономики страны, осветить основные направления энергосберегающей политики.

План занятия:

1. Предмет, задачи и методология курса. Научные основы охраны окружающей среды.

2. Роль энергетики в развитии человеческого общества. Система планирование природопользованием.

3. Энергетика и энергосбережение. Основные направления энергосберегающей политики в РБ.

Ключевые определения: экология, окружающая среда, природная среда, антропогенные факторы, сообщество, экосистема, биосфера, экология культуры, природные ресурсы, энергосбережение, условное топливо, охрана природы.

«Все, кто живет на Земле, должны жить по законам Природы.

Болезнь – это ответ природы на неразумное поведение человека»

Экологические заповеди

1. Предмет, задачи и методология курса. Научные основы охраны окружающей среды.

Дисциплина «Основы экологии и энергосбережения» является дисциплиной, в которой изучаются вопросы охраны окружающей среды, а также проблем эффективного использования топливно-энергетических ресурсов.

Известный английский мыслитель Мальтус считает, что Земля может прокормить не более 900 миллионов человек, остальные же обречены на голод и вымирание. Человек более чем в 7 раз превысил расчетное Мальтусом количество своего народонаселения. Возможно ли, чтобы природа не была в состоянии противодействовать человеческому воздействию? Естественно могла, но с теми существами, которые она сама сотворила, ибо как сказано в Библии "Ученик не бывает выше учителя своего". Здесь возможно привести пример цивилизации индейцев Северной Америки. Индеец был связан с природой, брал из неё, необходимое для поддержания жизни и столько же возвращал; к ресурсам он относился рационально: из одного бизона, на которого охотился, приготовлял пищу, из его внутренностей - различную утварь, а из шкуры - себе одежду. Биосферная и потребительская цивилизация постоянно враждовали, между ними существовал непреодолимый антагонизм. На всякое действие одной, по "закону Б. Коммонера" наступало противодействие другой; поэтому на земле существовал постоянный очаг войны. К примеру, сейчас идёт война "биосферной" Индии и "потребительского "Пакистана" или Югославии против "потребительского" НАТО и США.

Но, конечно, можно задать справедливый вопрос, почему экология впервые получила такое распространение в потребительских государствах Западной Европы и США, а не в "биосферных". Но ответ на этот вопрос очевиден, последние не нуждаются в охране природы, ибо они сами её производное. А в первом случае лишь, поскольку им стала угрожать деградация и вымирание. Но следует отметить следующий факт. В настоящее время между государствами стираются границы, уничтожается культурная спецификация, а поскольку природа и её ресурсы общие и принадлежат всему человечеству, постольку проблема глобального "экокризиса" стоит перед всеми людьми без исключения. Если погибнет Земля, то никто не сможет спастись: ни биосферные, ни потребительские государства. Ни у кого нет альтернативы улететь с Земли, основав цивилизацию на какой-либо пригодной для жизни планеты (так таковая не существует), поэтому каждый должен решить для себя, как ему относиться к природе, окружающему миру, выработать в себе "экологическую культуру", только тогда станет возможной решение проблемы деградация планеты. Поэтому сейчас практически в спешке, люди создают экологические дисциплины, вводят преподавание экологии в школе, приучают молодых членов сообщества уважать природу, не вмешиваться в естественные процессы, любить окружающий мир, бережно относиться к её богатствам. Но, не смотря на это, уровень экологической культуры остаётся крайне низким. Во многом, ресурсы растрачиваются нерационально, мало возвращается обратно в природу. Во многом, человек воспринимает природу как бездонный сосуд, из которого можно брать бесконечное количество богатств и ресурсов. Вместо рационального подхода господствует потребительский.

Неблагоприятная экологическая обстановка в мире, стране не измениться до тех пор пока не произойдут изменения в сознании людей особенно молодежи в необходимости сохранять то что осталось и не усугублять уже создавшееся печальное состояние нашей природы. (Вспомнить слова профессора Преображенского о разрухе). Оптимисты говорят, что природных запасов хватит на 150-500 лет (в зависимости от вида), а пессимистический прогноз- 50 лет – это поколение ваших детей. Парадокс: родители хотят чтобы с их дети жили лучше них, но в плане экологии мы оставляем своим потомкам безжизненную пустыню, жизненный принцип сегодняшнего дня «После нас хоть потоп». Медицинская статистика свидетельствует, что 80% настоящего молодого поколения –с хроническими заболеваниями, а среди белорусской студенческой молодежи это 87,1%. Снижается продолжительность жизни, и это связано в первую очередь с экологической обстановкой, т.к. состояние здоровья человека на 30% зависит от наследственности, 30 –образа жизни, и 40 – состояние окружающей среды. Даже при хорошей наследственности и правильном образе жизни, если человек проживает в неблагоприятных экологических условиях и потребляет некачественную воду (а причиной инфекционных заболеваний в мире в 80 случаев из 100 является именно вода)- он подвержен риску заболеваний. В результате вмешательства человека исчезли многие виды флоры и фауны.

В настоящее время из недр земли ежегодно извлекается 100 млрд. т руды, топлива, строительных материалов, в том числе 4 млрд. т нефти и природного газа, 2 млрд. т угля. На поля рассеивается 92 млн. т минеральных удобрений и 2 млн. т ядохимикатов. В атмосферу выбрасывается более 200 млн. т оксида углерода, 50 млн. т углеводородов, 146 млн. т диоксида серы, 53 млн. т оксидов азота, 250 млн. т пыли. В водоемы сбрасывается 32 млрд. м³ неочищенных вод. В Мировой океан ежегодно попадает до 10 млн. т нефти. Каждый год становятся непригодными для земледелия 6-7 млн га почвы. Все это требует корректировки действий человека, т.к. многие изменения в окружающей среде уже стали необратимыми» не будем слишком обольщаться нашими победами над природой. За каждую такую победу она нам мстит. Биосфера может существовать без человека, но человек не может существовать без биосферы. Сохранить гармоничные отношения человека и природы – основная задача, которая стоит пред настоящим поколением.

Человек интересовался экологией с практической точки зрения с самых ранних периодов своей истории. Экология это наука, изучающая отношения общества и природы, и результат их взаимодействия. В буквальном смысле экология — это наука об организмах “у себя дома”. Иногда говорят - У нас плохая экология. Но, экология это наука, а наука не может быть плохой!

Термин «экология» ввел Геккель в 1868 г (от греческого слова oikos, что означает дом). Как самостоятельная дисциплина она возникла на стыке 19 и 20 веков. Однако еще в древних египетских, индийских, китайских и особенно европейских письменных источниках VI-II вв. до нашей эры можно обнаружить сведения об образе жизни и даже изменениях численности животных и растений. “Грамота Людовика Баварского, которая датируется 1328г. Тяжкий штраф ждет того, кто поймает синицу, усердного ловца насекомых” Тот кто нарушил этот запрет должен был уплатить королевскую подать: 60 шиллингов, красивую рыжую курицу и 12 цыплят”. Указа русского царя Алексея Михайловича в 1675г, удостоилась крупная и жирная ряпушка (рыба семейства сиговых, на Беларуси известная как “силява”). Обеспокоенный состояние ее запасов царь Алексей Михайлович писал переяславскому воеводе “А буде рыбные ловцы учнут сельди ловить частыми неводами, и на торгу объявятся мелкие сельди, быть рыбным ловцам в смертной казни”.

4 основных экологических закона. В краткой форме они звучат так: 1) - Все связано со всем (всеобщая связь процессов и явлений в природе); 2) - Все должно куда-то деваться (любая природная система может развиваться только за счет использования энергетических и информационных возможностей окружающей ее среды); 3) - Природа “знает” лучше (пока мы не имеем абсолютно достоверной информации о механизмах и функциях природы, мы легко можем навредить природе, пытаясь ее улучшить); 4) - Ничто не дается даром (глобальная экосистема представляет собой единое целое, в рамках которого ничто не может быть выиграно или потеряно, не может быть объектом всеобщего улучшения; все извлеченное в процессе человеческого труда должно быть возмещено). “Экологическая ниша, т.е. место вида в природе обязательно заполняется” (примеры вредителей сельхоз угодий). Некоторые ученые высказывают предположение, что правила обязательного заполнения экологических ниш служит возникновение новых заболеваний. Так СПИД был предсказан за десять лет до выявления болезни как гриппоподобный вирус с высоким процентом летального исхода. Основанием для предсказания служило то, что победа над многими инфекционными заболеваниями человека освободила экологические ниши, которые неминуемо должны быть заполнены. В конце 80-х годов Бангладеш весьма успешно зарабатывало валюту, экспортируя лягушачьи ножки. Общий объем прибыли достигал 10 млн. долларов в год. Однако вскоре этому государству пришлось затратить значительно большие суммы на “смягчение” весьма неблагоприятных экологических последствий подобного бизнеса. Из-за катастрофического снижения численности лягушек, численность мух и комаров (среди которых были переносчики малярии) возросла до такой степени, что потребовалось закупать дорогостоящие инсектициды. Медицинская микробиология не успевает за вновь появляющимися болезнями, требуются все более серьезные и сильные медицинские препараты (обильное питье, мед, горчичники и малина уже не могут являться средством лечения гриппа др. простудных заболеваний).

Природа естественная часть окружающего мира, местообитание биологических видов.

Окружающая среда включает природную, социальную и техногенную).

Экосистемой высшего ранга на Земле является биосфера – оболочка планеты, населенная живым веществом, или область активной жизни, которая охватывает нижнюю часть атмосферы, всю гидросферу и верхние горизонты литосферы. В состав биосферы полностью входит вся гидросфера мощность которой составляет 11 км. Наибольшая концентрация жизни сосредоточена до глубины 200 м, нижняя граница биосферы в пределах литосферы лежит в среднем на глубине 3 км от поверхности суши. Биосферу населяют около 1,5 млн. видов животных и 500 тыс. видов растений. Однако если мысленно равномерно распределить все живое вещество по поверхности планеты, то получится слой толщиной всего около 2 см.

Охрана природы это комплекс мер по сохранению естественной биосферной стороны человечества.

Охрана окружающей среды – это охрана природной, социальной и техногенной ее частей в комплексе. День защиты окружающей среды – 5 июня (в 1972 г на конференции в Стокгольме была принята декларация по охране окружающей среды).

Ноосфера- сфера разума (ввел В.И.Вернадский).

Природопользование – совокупность всех форм воздействия общества на природную среду.

Антропогенные факторы – все формы деятельности человека, которые приводят к изменению природы.

Сообщество – это совокупность популяций на определенной территории (есть природное и социальное)

Культурную среду обитания человека, ее формирование и воздействие на людей называют экологией культуры. Термин ввел академик Лихачев.

2. Роль энергетики в развитии человеческого общества. Система планирование природопользованием.

Только в эпоху палеолита человек не нарушал естественные экосистемы, поскольку образ его жизни (собирательство, охота, рыболовство) был подобен образу существования родственных ему животных.XX в оказался эпохой особенно разительных экономических и экологических изменений. Подсчитано, что незатронутой человеческой деятельностью осталось около трети территории нашей планеты. Человек давно осознал, что собственной мускульной энергии ему не хватает, и начал использовать природные энергетические источники, в первую очередь ветер и воду. Давайте проследим историю становление белоруской энергетики и ее роль в развитии человеческого общества. В средние века нашли применение повсеместно: ветер на ветряных мельницах и парусном флоте, вода – на мельницах, в кузнях, при производстве бумаги, текстиля, железа, Самые большие водяные колеса в то время достигали в диаметре 16-17 м. Это были мощнейшие энергетические машины. В РБ в середине 19в в Гродненской губернии насчитывалось 258 ветряных мельниц, 383 водяных. На территории РБ нередко встречаются деревни «Тартак». Так раньше именовали водяные лесопилки. Мельницам обязаны своим названием и некоторые города – Поставы в Витебской области. Поставами на техническом языке ранее называлась часть мельницы с жерновами Первые паровые двигатели в РБ стали использоваться в начале 1820-х г. На текстильных фабриках помещика Войцеха Пусловского в местечках Косово и Хомск. Первый пароход в РБ появился в 1824г. Он был первым во всем Днепровском бассейне. Пароход по указанию графа М.П. Румянцева построил английский механик Адам Смит. Интереснейшим судостроительных предприятий был завод в Пинске – крупнейший в то время во всем северо-западном районе Российской империи. Его владелицей была потомственная дворянка О-Брайан де Лоси. Первая электростанция в РБ появилась в 1889г в Добруше, на местной бумажной фабрике. Это и есть дата начала отсчета для отечественной электроэнергетики. Для сравнения в Нью-Йорке первая электростанция заработала не намного раньше – в 1882г. В Минске же первая электростанция стала функционировать 12 декабря 1895г ( сейчас на ее месте находятся теннисные корты возле здания цирка).Она служила не только для выработки тока – на ее территории размещались артезианские скважины первого минского водопровода. Водонапорные башни находились на горке (недалеко от д. Офицеров). Минский водопровод с самого начала работал по экономичному принципу абонентской платы за реально использованное количество воды. Стандартной мерой объема было ведро воды – 12 литров. В те времена 100 ведер воды стоили 15 копеек, а литр водки – 17 копеек. Вода как видим, была недорогая, но ее расходовали бережно. Скульптурная группа «Мальчик с лебедем» в сквере Октябрьской площади – памятник уникальный во всех отношениях. На нем есть табличка с цифрой 1874, это и есть дата открытия первого минского водопровода. Наши реки связаны с бассейнами Балтийского и Черного морей. Сегодня это Березинская водная система, каналы: Днепровско-Бугский, Огинского, Августовский. Еще до первой мировой войны существовало регулярное пароходно-пассажирское сообщение между Оршей и Киевом. Можно было водным путем не сходя на берег проплыть от Бреста до Витебска. Ненужно напоминать, что водный транспорт - один из самых экологически чистых и поэтому целесообразно перевозить песок, щебень и другие строительные материалы не на грузовиках, сжигая огромное количество литров бензина и дизельного топлива, а водным транспортом. Подытоживая вышесказанное, отметим, что в деле энергосбережения не стоит забывать опыт наших предков, которые умели решать свои энергетические проблемы и знали как экономить энергоресурсы.

Сегодня основу современного законодательства в области охраны окружающей среды и природопользования составляют:

Закон об охране природы (впервые был принят в 1961 г).

• Конституция Республики Беларусь (ст. 34, 46, 55) от 15.03.1994 г., с дополнениями и изменениями от 24 ноября 1996 г.;

• - Концепция государственной политики Республики Беларусь в области охраны окружающей среды, утвержденная Вер­ховным Советом 06.09.1995 г.;

• - Законы Республики Беларусь:-"О налоге за пользование природными ресурсами (экологический налог)" -"Об охране окружающей среды" (1992); -"О государственной экологической экспертизе" (1993, в ред. 2000); -"Об отходах производства и потребления" (1993, в ред. 2000); -"Об особо охраняемых природных территориях и объектах" (1994, в ред. 2000); -"Об охране и использовании животного мира" (1996); -"Об охране атмосферного воздуха" (1997); -"О промышленной безопасности опасных производственных объектов" (2000); -Кодекс Республики Беларусь о недрах (1997); -Водный кодекс Республики Беларусь (1998); -Кодекс Республики Беларусь о земле (1999); -Лесной кодекс Республики Беларусь (2000).

Органы и комитеты по природоохранной деятельности в Республике Беларусь.

В среднем на нужды охраны природы в странах Запада, Японии и США затрачивается не более 200 экю в расчете на душу населения от ВНП.

3. Энергетика и энергосбережение. Основные направления энергосберегающей политики в РБ.

Нереально думать, что человечество откажется от плодов цивилизации и пересядет на велосипеды (хотя в Японии увеличилось количество велосипедистов на городских улицах, особенно в час пик). Но реально снизить ущерб, наносимый природе. Взаимосвязь экологии и энергосбережения выражается простой формулой: экономишь энергию – уменьшаешь отрицательное воздействие на окружающую среду. Вопросы экологии и энергосбережения особенно актуальны в свете роста цен на энергоносители. Энергосбережение - комплекс мер для обеспечения эффективного использования энергоресурсов. Республика может обеспечить не более 15% своих потребностей в энергии за счет собственных источников. Поэтому энергосбережение, рациональное использование энергоресурсов является важной государственной задачей. Давно установлено, что степень развития техники и уровень жизни непосредственно связаны с количеством потребляемой энергии. Чем больше потребляется энергии на одного жителя, тем выше уровень жизни в стране. Уровень жизни прямо пропорционален эффективности использования энергии при соблюдений требований к охране окружающей среды. Проблемы энергосбережения актуальны для всех стран, однако конкретные способы и пути их решения диктуются национальными, природными и социально-экономическими особенностями каждой страны.

В период первого нефтяного кризиса в 1973 г. правительства многих стран приняли беспрецедентные программы энергосбережения. А в США, гораздо раньше, средства, выделенные на разработку эффективных способов экономии энергии, использование нетрадиционных и возобновляемых источников, были сопоставимы с расходами на высадку астронавтов на Луну. По данным Американского агентства по защите окружающей среды реализация программ энергосбережения позволила сэкономить в США почти 75 млрд. кВтч электроэнергии, что достаточно для освещения 80 млн. домов в течение одного года.

Энергосбережение является не только ключом к решению многих экологических проблем, но и мощным фактором подъема экономики, каждый рубль, вложенный в энергосбережение, дает экономию от 2,5 до 4,0 руб. в год.

Энергетика. Представляет собой отрасль промышленности (топливно-энергетический комплекс), охватывающий довольно сложную систему состоящую из геологического изучения полезные ископаемые, добычу энергетических ресурсов, использование различных видов энергии. Энергетика – база экономики любого государства. Ведущая отрасль топливно-энергетического комплекса – электроэнергетика. Электрическая энергия в настоящее время внедряется практически во все новые сферы промышленности, сельского хозяйства и быта. В большинстве развитых зарубежных стран электрическая составляющая всего топливно-энергетического комплекса достигала 35—40 %, а к началу ХХI в. превысила 50 %.Степень же электрической вооруженности топливно-энергетического комплекса Республики Беларусь составляет 22 %, что значительно ниже показателей не только развитых стран, но и среднемирового уровня (27 %). В США общая выработка электроэнергии составляет 388,0 млрд. кВт/ч. электроэнергии, в СНГ — около 205,3 млрд. кВт ч. В высокоразвитых зарубеж­ных странах, среди которых выделяются Франция, Бельгия, Япония, большая роль в производстве электроэнергии отводится атомным электростанциям.

Темпы роста населения позволяют прогнозировать, что через 40 лет на Земле будет жить 12 млрд. человек, для которых необходимо обеспечить комфортные условия существования, поэтому столь жестко стоят проблемы энергосбережения.

Основу современной энергетики составляют теплоэлектростанции. Первые электростанции были построены в конце 19 в. Всё большую роль приобретает ядерная энергетика. Проведенные исследования показали, что непременным условием обеспечения эффективного энергоснабжения является возможное развитие ядерной энергетики при строгом соблюдении условий эксплуатации и утилизации отходов. Собранные исследователями в течение последних лет, показывают, что риск воздействия на здоровье радиоактивных веществ, содержащихся в воз­духе, воде и почве, существенно недооценивается.

Первая АЭС в СССР была запущена в 1954г. в г. Обнинск Калужской обл. (Мощность 5000 кВт).

На Беларуси начало электрификации связано со строительством электростанции в.г. Добруш, в Минске (1894). Витебске (1898). В 1913 г. было 11 электростанций общей мощность. С 1930 г. начала формироваться Белорусская энергетическая система. Сегодня в РБ электрическую и тепловую энергию вырабатывают 25 тепловых электростанций (установленная мощность 7625 МВт). Наиболее крупными являются: Лукомльская ГРЭС, Берёзовская ГРЭС, Минские ТЭЦ и др. Система включает около 7 тыс. км линий электропередач и более 2 тыс. км тепловых сетей.

Теплофикация – централизованное теплообеспечение, основанное на комбинированной выработке тепла и электроэнергии на теплоэлектроцентралях (ТЭЦ). В Беларуси теплофикация началась в 1936 г. в связи со строительством Минской ТЭЦ-2.

Энергетические ресурсы – это любые источники механической, химической и физической энергии. К энергетическим ресурсам относятся: минеральные топливные ресурсы (природный газ, нефть, уголь и др.); ядерная и водная энергия; энергия солнечного излучения и ветра, морских приливов и отливов, морских волн и течений, теплота глубин планеты и др. Природные (первичные) энергоресурсы, естественно образовавшиеся результате геологиче­ского развития Земли или проявляющиеся через космические связи (излучение Солнца). Делятся на невозобновляемые (все минеральные полезные ископаемые) и возобновляемые (энергия рек, земельные, биологические ресурсы). Геотермальная, солнечная, ветровая энер­гия, энергия приливов относятся к неисчерпаемым источникам энергии. Вторичные энергетические ресурсы (ВЭР) — энергия, получаемая в ходе любого технологиче­ского процесса в виде побочного продукта основного производства и не применяемая в этом энергетическом процессе. Вторичные – это отработанные горючие органические вещества, городские и промышленные отходы, горючие отработанные теплоносители, отходы сельскохозяйственного производства. В настоящее время человечество потребляет ежегодно около 14 млрд. т.у.т. первичной энергии, из которой полезно используется примерно 5 млрд. т.у.т. т. е. 36 %. Следовательно, потенциал энергосбережения составляет 9 млрд. тонн у. т.

Из традиционных видов топлива наибольшую ценность в Республике Беларусь представляют месторождения нефти, торфа, бурого угля. В Республике Беларусь на душу населения приходится 0,7 кВт энергии. Это в пять раз меньше, чем в США, в 1,5 раза меньше, чем в Украине.

Энергетический потенциал является параметром, определяющим возможность использования источника энергии, и выражается в единицах энергии. Единицей энергии в системе СИ является джоуль [Дж] или киловатт час [кВт - ч]. Внесистемной единицей энергии является калория [кал.]. Для сопоставления различных видов топлива принята единица измерения – у. т., теплота сгорания которого равной 29,33 МДж/кг. При этом используются соотношения:

1 кал = 4,19 Дж,

1 т.у.т. = 7 -10⁶ кал.

1т.у.т.=29,33х10⁹Дж=8,12х10³кВтч).

Энергетический потенциал энергоресурсов Земли, измеряемый в эксаджоулях [эдж] (1 эДж = 10¹⁸ Дж), оценивается следующими величинами:

- геотермальная энергия 2,94 – 10⁶

- энергия Солнца за 1 год 2,4 - 10⁶

- энергия приливов, за 1 год 2,52 – 10⁵

- энергия ветра, за 1 год 6,12 - 10 ³

- энергия рек, за 1 год 1,19 - 10 ²

Около 80 процентов используемых в настоящее время энергоресурсов составляют невозобновляемые – уголь, нефть, газ.

Проектом энергетической политики РБ на период до 2020г намечено сократить потребление газа с 18,4 млрд м3 – до 16,9. На местное топливо планируется переориентировать в первую очередь жилищно-коммунальное хозяйство.

Доля местных ресурсов в топливном балансе страны должна составить 25 %. Достичь этого показателя планируется за счет увеличения использования древесного топлива, торфа, других источников энергии.

Чтобы выполнить поставленную задачу, необходимо не только перевести часть оборудования топливодобывающих предприятий на местные энергоресурсы, но и оснастить его современными системами очистки.

Основными причинами неэффективного использования ТЭР является наличие производств со старыми и физически изношенным оборудованием (основные реконструкции коснуться минского автомобильного завода и моторного завода). Презентация лекция 1.

Учебное пособие 1.