--6-05~2

Составители: Цыганова А.А., Малькевич Н.Г., Бельская Г.В., Червинский В.Л., Скуратович И.В., Зеленухо Е.В., Сидорская Н.В., Мартынюк С.С., Любчик О.А., Климович С.В., Кляусова Ю.В.

Рецензенты: кафедра экологического мониторинга и менеджмента Учреждения образования «Международный государственный экологический институт им. А. Д. Сахарова» Белорусского государственного университета;

А.Э. Томсон, заведующий лабораторией экотехнологий Института природопользования НАН Беларуси, к.х.н., доцент

Электронный учебно-методический комплекс (ЭУМК) содержит сведения о влиянии промышленных предприятий на окружающую среду и основных принципах эколого-энергетической устойчивости производства. В ЭУМК представлены современные данные об особенностях функционирования окружающей среды, описано воздействие промышленного производства на окружающую среду, приведены инструменты управления качеством окружающей среды и правового регулирования хозяйственной деятельности в природопользовании. Сформировано представление о государственной политике в сфере энергосбережения, основных направлениях энергосбережения и организации энергетического менеджмента на предриятии.

ЭУМК предназначен как для самостоятельной подготовки студентов очной и заочной форм обучения, так и для проведения аудиторных занятий со студентами, имеющими различный уровень подготовки.

© БНТУ, 2023

©Цыганова А.А., Малькевич Н.Г., Бельская Г.В., Червинский В.Л., Скуратович И.В., Зеленухо Е.В., Сидорская Н.В., Мартынюк С.С., Любчик О.А., Климович С.В., Кляусова Ю.В.

2

Пояснительная записка

Изучение эколого-энергетиеской устойчивости производства базируется на анализе современных проблем, связанных с промышленным и другим антропогенным воздействием на окружающую среду, методологии решения возникающих проблем, изучении современных концепций, программ и проектов более чистого и энергоэффективного производства.

Система непрерывного образования в области охраны окружающей среды для решения задач Национальной стратегии устойчивого социально-экономического развития Республики Беларусь предусматривает совершенствование качества образования, в том числе и преподавания «Основ эколого-энергетической устойчивости производства».

Такой комплекс является одним из вариантов нового поколения учебной литературы, предназначенный для более эффективного изучения предмета, а также формирования у студентов целостной системы знаний в области предотвращения загрязнения и современных методов охраны окружающей среды и энергосбережения.

Создание ЭУМК обусловлено интенсивным развитием информационных технологий, нарастающей актуальностью его в образовательном процессе и служат для поддержки учебного процесса с использованием ИКТ технологийпо всем предусмотренным Кодексом об образовании Республики Беларусь формам получения образования (очной, заочной, дистанционной).

Цель ЭУМК – помочь студентам, магистрантам, аспирантам и педагогам сформировать целостную систему знаний в области перспективных энергоэффективных и экологически чистых технологий.

Особенности структурирования и подачи учебного материала ЭУМК состоит в сочетании лекционного материала с лабораторными и практическими занятиями.

Рекомендации по организации работы с ЭУМК – рекомендуется использовать при изучении дисциплины дифференцированный подход к обучению студентов – будущих инженеров.

ЭУМК по учебной дисциплине «Основы эколого-энергетической устойчивости производства» включает 4 модуля:

3

1.Теоретический. Содержит данные об особенностях функционирования окружающей среды, воздействии промышленного производства на окружающую среду, инструментах управления качеством окружающей среды и правового регулирования хозяйственной деятельности в природопользовании, представление о государственной политике в сфере энергосбережения, основных направлениях энергосбережения и организации энергетического менеджмента на предриятии.

2.Практический. Содержит лабораторные и практические работы по учебной дисциплине «Основы эколого-энергетической устойчивости производства».

3.Вспомогательный. Содержит итоговый тест для контроля знаний по учебной дисциплине «Основы эколого-энергетической устойчивости производства», темы рефератов и вопросы к зачету.

4.Информационный. Содержит перечень актуальной литературы и законодательства Республики Беларусь в области охраны окружающей среды и рационального природопользования.

4

5

6

7

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

Раздел I. ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Тема 1.1. Окружающая среда как система

Биосфера (отгреч.bios– жизнь иsfere– сфера, шар)– «сфера жизни».

Начало формирования учения о биосфере связывают с именем французского журналиста Ж. Ламарка, который ввел это понятие в биологию, но определение биосферы и самое ее название были предложены австрийским геологом Эдуардом Зюссом (1831–1914) в 1875 г. К биосфере он отнес все то пространство атмосферы, гидросферы и литосферы, где встречаются живые организмы.

Современное учение о биосфере создано русским ученым В.И. Вернадским (1863–1945). Его книга «Биосфера» была опубликована в 1926 г., в которой он понимал под биосферой – «область существования живого вещества». В.И. Вернадский не только конкретизировал и определил границы жизни в биосфере, но, самое главное, всесторонне раскрыл роль живых организмов в процессах планетарного масштаба. Он показал, что в природе нет более мощной геологической силы, чем живые организмы и продукты их жизнедеятельности.

Современная биосфера представляет собой наружную оболочку Земли, которая включает все живые организмы и все элементы неживой природы, образующие среду обитания живых.

Состав биосферы включает:

–живое вещество – совокупность организмов на планете (растительный и животный мир, микроорганизмы);

–биогенное вещество – совокупность веществ, возникших в результате жизнедеятельности организмов (торф, нефть, мел, природный газ и др.);

–косное вещество – совокупность веществ, в образовании которых живые организмы не участвуют, т.е. горные породы магматического, неорганического происхождения, вода;

8

– биокосное вещество – продукты распада и переработки горных и осадочных пород живыми организмами (почва, природные воды).

Помимо основных категорий, выделяют радиоактивное веще-

ство, вещество космического происхождения и рассеянные атомы

(создаются из веществ земного происхождения под влиянием космических лучей).

Учитывая строение биосферы, концентрация веществ неравномерна на разных участках земной поверхности.

Функции живого вещества. Важнейшими функциями являются энергетическая, газовая, окислительно-восстановительная, концентрационная.

Энергетическая функция заключается в накоплении и преобразовании растениями энергии Солнца и передаче ее по пищевым цепям. При этом энергия постепенно рассеивается, но часть ее вместе с остатками организмов переходит в ископаемое состояние, "консервируется" в земной коре, образуя запасы нефти, угля и др.

Газовая функция принадлежит зеленым растениям, которые в процессе фотосинтеза поглощают углекислый газ и выделяют в атмосферу кислород. В то же время, большинство живых организмов (и растения в том числе) в процессе дыхания используют кислород, выделяя в атмосферу углекислый газ. Таким образом, участвуя в обменных процессах, живое вещество поддерживает на определенном уровне газовый состав атмосферы.

Окислительно–восстановительная функция связана с энерге-

тической. Существуют микроорганизмы, которые в процессе жизнедеятельности окисляют или восстанавливают различные соединения, получая при этом энергию для жизненных процессов, что важно для образования многих полезных ископаемых. Например, деятельность железобактерий по окислению железа привела к образованию железной руды.

Концентрационная функция заключается в способности живых организмов накапливать различные химические элементы. Осуществление данной функции способствовало образованию залежей известняка.

Противоположная по результатам рассеивающая функция проявляется через питательную и транспортную деятельность организмов.

9

Деструктивная функция состоит в разрушении организмами и продуктами их жизнедеятельности, в том числе после их смерти, как мертвого органического вещества, так и косных веществ.

Транспортная функция выражается в переносе вещества в результате активной формы движения.

Средообразующая функция является результатом совместного действия других функций и состоит в преобразовании физико–хими- ческих параметров среды в условия, благоприятные для существования живых организмов.

Средорегулирующая функция – исключительно точной биотической регуляцией окружающей среды. Она задается высокой степенью замкнутости биотического круговорота – равенством скоростей синтеза и распада органических веществ.

Информационная функция – накопление живыми организмами определенной информации, закрепление ее в наследственных структурах и передача последующим поколениям.

Границы биосферы. По теории Вернадского биосфера, охватывающая весь земной шар, не беспредельна. Ее границы обусловлены существованием в ней живого вещества. Биосфера как область жизни включает: нижнюю часть атмосферы, всю гидросферу и верхнюю часть литосферы.

Верхней границей биосферы или верхним пределом жизни в атмосфере является озоновый экран с наибольшей плотностью озона (концентрацией молекул) на высоте 20 – 26 километров, хотя потоками воздуха микроорганизмы могут заноситься выше 26 километров. Озоновый экран является физическим пределом распространения жизни в атмосфере, дальнейшее распространение микроорганизмов ограничивается ультрафиолетовым излучением солнца, убивающем все живое.

Нижняя граница биосферы, а следовательно, нижний предел существования жизни в литосфере ограничивается изотермой 100 (критическая температура для развития большинства бактерий) и находится на глубине 3 – 4 километра, хотя колонии бактерий были найдены на глубине 8 – 10 километров при бурение скважины в Тюменской области и на Кольском полуострове. Ограничивающим фактором для проникновения живых организмов вглубь литосферы, по данным некоторых ученых, является не кислород, и не температура (в кратерах подводных вулканов найдены организмы, обитающие

10