Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Экологические основы природопользования на водном транспорте. Учебное пособие
.pdf
Контроль в области охраны окружающей среды (экологический контроль) — система мер, направленная на предотвращение, выявление и пресечение
нарушения законодательства в области охраны ОС, обеспечение соблюдения
субъектами хозяйственной и иной деятельности требований, в том числе нормативов и нормативных документов, в области охраны ОС.
Лимиты на выбросы и сбросы загрязняющих веществ и микроорганизмов (далее также — лимиты на выбросы и сбросы) — ограничения выбро-
сов и сбросов загрязняющих веществ и микроорганизмов в ОС, установленные
на период проведения мероприятий по охране ОС, в том числе внедрения
наилучших существующих технологий, в целях достижения нормативов в области охраны ОС.
Литосфера — твердая оболочка Земли, толщина которой колеблется в
пределах 50–200 км. Суша занимает около 29 % поверхности земного шара.
Верхняя часть литосферы образует земную кору, толщина которой на континентах в пределах 50–75 км, под дном океанов — 5–10 км, а нижняя — верхнюю часть мантии Земли.
Мониторинг окружающей среды (экологический мониторинг) — ком-
плексная система наблюдений за состоянием ОС, оценки и прогноза изменений
состояния ОС под воздействием природных и антропогенных факторов.
Негативное воздействие на окружающую среду — воздействие хозяйственной и иной деятельности, последствия которой приводят к негативным
изменениям качества ОС.
Ноосфера (В.И. Вернадский) — это целостная планетная оболочка Земли
(сфера разума, высшая стадия развития биосферы), населенная людьми и рационально преобразованная ими, в соответствии с законами сохранения и поддержания жизни, для гармоничного существования общества с остальными организмами.
Нормативы в области охраны окружающей среды (далее также —
природоохранные нормативы) — установленные нормативы качества ОС и
нормативы допустимого воздействия на нее, при соблюдении которых обеспечивается устойчивое функционирование естественных экологических систем и
сохраняется биологическое разнообразие.
Нормативы допустимого воздействия на окружающую среду — нормативы, которые установлены в соответствии с показателями воздействия хозяйственной и иной деятельности на окружающую среду и при которых соблюдаются нормативы качества окружающей среды.
Нормативы допустимой антропогенной нагрузки на окружающую среду — нормативы, которые установлены в соответствии с величиной допустимого
совокупного воздействия всех источников на ОС и (или) отдельные компоненты
природной среды в пределах конкретных территорий и (или) акваторий и при соблюдении которых обеспечивается устойчивое функционирование естественных
экологических систем и сохраняется биологическое разнообразие.
Нормативы допустимых выбросов и сбросов химических веществ, в
том числе радиоактивных, иных веществ и микроорганизмов (далее также —
11
нормативы допустимых выбросов и сбросов веществ и микроорганизмов) — нормативы, которые установлены для субъектов хозяйственной и иной деятельности
в соответствии с показателями массы химических веществ, в том числе радиоактивных, иных веществ и микроорганизмов, допустимых для поступления в ОС от
стационарных, передвижных и иных источников в установленном режиме и с учетом технологических нормативов, и при соблюдении которых обеспечиваются
нормативы качества ОС.
Нормативы качества окружающей среды — нормативы, которые установлены в соответствии с физическими, химическими, биологическими и иными показателями для оценки состояния окружающей среды и при соблюдении
которых обеспечивается благоприятная ОС.
Озоновая дыра — пространство в озоновом слое, характеризующееся
значительным понижением концентрации озона (до 50 %) под воздействием
естественных и антропогенных факторов.
Озоновый слой — часть стратосферы на высоте 12–50 км, в которой под
воздействием ультрафиолетового излучения Солнца кислород (О2) ионизируется, приобретая третий атом кислорода, и получается озон (О3).
Окружающая среда — совокупность компонентов природной среды,
природных и природно-антропогенных объектов, а также антропогенных объектов.
Оксид углерода — газообразный продукт неполного сгорания углерода,
входящего в состав углеводородного топлива.
Оксиды азота — смесь различных оксидов азота, образующихся в процессе горения топлива в цилиндре дизеля.
Охрана окружающей среды — деятельность органов государственной
власти РФ, органов государственной власти субъектов РФ, органов местного
самоуправления, общественных и иных некоммерческих объединений, юридических и физических лиц, направленная на сохранение и восстановление природной среды, рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов, предотвращение негативного воздействия хозяйственной и иной деятельности на ОС и ликвидацию ее последствий.
Парниковые газы — газы, которые вызывают парниковый эффект. Основные парниковые газы: водяной пар, углекислый газ, метан, озон, оксид азота.
Парниковый эффект — повышение температуры нижних слоев атмосферы планеты по сравнению с эффективной температурой, то есть температурой излучения планеты, наблюдаемой из космоса.
Предельно допустимая концентрация (ПДК) — норматив; количество
вредного вещества в ОС, при постоянном контакте или при воздействии за
определенный времени практически не влияющее на здоровье человека и не
вызывающее неблагоприятных последствий у его потомства; экологический
норматив, максимальная концентрация загрязняющего химического вещества в
ОС, которая при повседневном влиянии в течение длительного времени не вызывает негативных воздействий на организм человека или другого рецептора и
его потомства.
12
Предельно допустимый выброс (ПДВ) — норматив предельно допу-
стимого выброса вредного (загрязняющего) вещества в атмосферный воздух,
который устанавливается для стационарного источника загрязнения атмосферного воздуха с учетом технических нормативов выбросов и фонового загрязнения атмосферного воздуха при условии не превышения данным источником гигиенических и экологических нормативов качества атмосферного воздуха, предельно допустимых (критических) нагрузок на экологические системы, других
экологических нормативов.
Предельно допустимый сброс (ПДС) вещества в водный объект —
масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению с установленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте.
Предельно допустимый уровень (ПДУ) — предельно допустимые
уровни физического воздействия на ОС; уровни шума, вибраций, ионизирующих излучений, напряженности электромагнитных полей и др., которые не
должны оказывать на человека прямого или косвенного вредного влияния при
неограниченно долгом воздействии.
Природная среда (далее также — природа) — совокупность компонентов природной среды, природных и природно-антропогенных объектов.
Природные ресурсы — компоненты природной среды, природные объекты и природно-антропогенные объекты, которые используются или могут
быть использованы при осуществлении хозяйственной и иной деятельности в
качестве источников энергии, продуктов производства и предметов потребления и имеют потребительскую ценность.
Продуценты — автотрофные организмы (получающие все нужные им для
жизни химические элементы из окружающей косной (неживой) материи и не
нуждающиеся в готовых органических соединениях другого организма для построения собственного тела), способные синтезировать органические вещества
из неорганических с использованием внешних источников энергии (зеленые
растения, различные бактерии).
Редуценты — гетеротрофные организмы (бактерии, грибы), получающие
энергию путем разложения мертвых тканей или путем поглощения растворенного органического вещества, выделяющегося самопроизвольно, или извлеченного сапрофитами из растений и других организмов.
Система экологическая (экосистема) — совокупность популяций различных видов растений, животных и микробов, взаимодействующих между собой и окружающих их средой таким образом, что эта совокупность сохраняется
неопределенно долгое время (луг, лес, озеро, океан и др.).
Среда абиотическая — неживое физическое и химическое окружение
живых организмов.
Среда антропогенная — природная среда, подверженная существующему воздей-
ствию человека и утратившая свои экологические свойства (города, поселки и т.д.).
Требования в области охраны окружающей среды (далее также —
природоохранные требования) — предъявляемые к хозяйственной и иной дея-
13
тельности обязательные условия, ограничения или их совокупность, установленные законами, иными нормативными правовыми актами, природоохранными нормативами и иными нормативными документами в области охраны ОС.
Ущерб экологический — 1) вред, причиненный источником повышен-
ной опасности для ОС; 2) вред, причиненный здоровью граждан неблагоприятным воздействием ОС, вызванным деятельностью предприятий, учреждений,
организаций, отдельных граждан.
Фактор экологический — любое условие среды, способное оказывать
прямое или косвенное влияние на живой организм хотя бы на протяжении одной из фаз его индивидуального развития.
Цепь пищевая (трофическая) — пищевая (трофическая) цепь — после-
довательность передачи вещества и энергии в экосистеме (растениятравоядные-хищники), или перенос энергии пищи в процессе питания от растений через последовательный ряд живых организмов.
Экологическая безопасность — состояние защищенности природной
среды и жизненно важных интересов человека от возможного негативного воздействия хозяйственной и иной деятельности, ЧС природного и техногенного
характера, их последствий.
Экологическое право — отрасль российского права, представляющая
собой систему юридических норм, регулирующих общественные отношения в
сфере взаимодействия общества и природы в целях сохранения, оздоровления и
улучшения ОС в интересах настоящего и будущих поколений людей.
Экология — наука, изучающая взаимоотношения человека, животных,
растений, микроорганизмов между собой и с ОС.
14
ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
ВВП
— внутренний водный путь
ВЖВ
— вредное жидкое вещество
ВСВ(С)
— временно согласованный выброс (сброс)
ВТ
— водный транспорт
ИМО
— Международной морской организации
ЛОС
— летучее органическое соединение
МАРПОЛ-
73/78
— Международная конвенция по предупреждению за-
грязнения с судов 1973 г. и Протоколом 1978 г. (Наставление по предотвращению загрязнения с судов)
МТ
— морской транспорт
НВ
— нефтесодержащая вода
ОГ
— отработавший газ
ООН
— Организация объединенных наций
ОС
— окружающая среда
ПДВ (ПДС)
— предельно допустимый выброс (сброс)
ПДК
— предельно допустимая концентрация
ПДУ
— предельно допустимый уровень
ПС
— природная среда
РФ
— Российская Федерация
СВ
— сточная вода
ССЗ
— судостроительный завод
ТБО
— твердые бытовые отходы
ЧС
— чрезвычайная ситуация
15
Тема 1. ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ ЭКОЛОГИИ.
ВЗАИМООТНОШЕНИЯ ОРГАНИЗМА И СРЕДЫ
1.1 Становление экологии
Термин «экология» образован от двух греческих слов (oikos — дом, жилище и logos — наука, знание) и означает в буквальном смысле «наука о доме»,
в современной формулировке — наука о взаимоотношении организмов и их сообществ с ОС.
Немецкий биолог–эволюционист Э. Геккель первый понял, что это самостоятельная и очень важная область биологии и назвал ее экологией. В его
фундаментальном труде «Всеобщая морфология организмов», изданном в
1866 г., впервые дано общее определение экологии, как относящейся к экономике природы суммы знаний о взаимодействии животного мира с окружающей
его средой, органической и неорганической.
В целом в истории развития экологии выделяют три следующих этапа.
Первый этап — зарождение и становление экологии как науки (до 60-х
годов XIX века). На этом этапе накапливались данные о взаимосвязи живых организмов со средой их обитания, делались первые научные обобщения.
Второй этап — оформление экологии в самостоятельную отрасль зна-
ний (после 60-х годов XIX века). Начало этапа ознаменовалось выходом работ
русских ученых К.Ф. Рулье, Н.А. Северцева, впервые обосновавших ряд принципов и понятий экологии, которые не утратили своего значения и до настоящего времени. Неоценимый вклад в развитие основ экологии внес Ч. Дарвин,
вскрывший основные факторы эволюции органического мира. Таким образом, в
качестве самостоятельной науки экология сформировалась к началу двадцатого
века. При этом наряду с зарубежными учеными в ее развитие и становление
внесли огромный вклад наши соотечественники: Тимирязев К.А., Докучаев В.В.,
Вернадский В.И., Вавилов Н.И., Сукачев В.Н., Шварц С.С., Морозов Г.Ф., Яблоков А.В., Реймерс Н.Ф. и др. Так, крупнейший русский ученый Вернадский В.И.
создал учение о биосфере, указав при этом, какую огромную роль играют живые
организмы в геохимических процессах на планете.
Третий этап (50-е годы XX века — до настоящего времени) — превра-
щение экологии в комплексную науку, в значительный цикл знаний, вобравший
в себя разделы географии, химии, физики, социологии, экономики и др.
направлений.
В это время унифицируется терминология, вырабатываются единые точки
зрения по основным вопросам экологии, достигается качественно новый уро-
16
вень исследований, широко используются методы математического моделирования. Именно в этот период получает законодательное выражение природоохранная деятельность.
1.2 Предмет, задачи и структура экологии
Предметом экологии является изучение воздействий факторов среды на
растительные и животные организмы, реакций отдельных особей, популяций и
сообществ на эти факторы, а также механизмов, которые влияют на численность популяций, их структуру, исследование биологической продуктивности
природных сообществ, закономерностей функционирования экологических систем.
При изучении процессов, которые происходят в живой природе, экология
использует много методов, в частности — наблюдения, сравнительный метод,
исторический метод, экспериментальный метод и моделирование. Так, исторический метод изучает закономерности появления и развития организмов, становления их структуры и функции. В лабораторных опытах исследуется влияние разных условий на организмы, устанавливается их реакция на заданные
воздействия. В процессе изучения отношений организмов со средой обитания в
искусственно созданных условиях можно достаточно глубоко разобраться в
происходящих явлениях природы.
Логика развития экологии как науки, а также потребности практической
охраны объектов природы обусловили создание так называемого экологического варианта системного познания или экологического подхода. Особенностью
последнего является то, что в представление об экологической системе входят
две крупные подсистемы: одна из них условно помещается в центре и рассматривается как главный (или центральный) объект, а другая — как ОС. Эти подсистемы непрерывно обмениваются веществом, энергией и информацией. Все
связи оцениваются, прежде всего, по их воздействию на установленный объект.
Выбирая по тому или иному критерию центральный объект (организм, популяцию и т.д.), ученые автоматически разграничивают систему и среду, выявляя
при этом контуры основных связей между ними.
В настоящее время экология насчитывает сотни направлений, которые
можно условно разделить на три главные составные части, образующие фундамент современного экологического знания.
Одна из этих частей имеет отношение к живой природе в целом и называется общей или фундаментальной экологией.
17
В состав общей экологии, которая изучает общие закономерности взаи-
Наименование раздела
экологии
Содержание раздела экологии
Факторная экология
Учение о факторах среды и закономерностях их действия на
организм
Экология организмов, или
аутэкология
Взаимодействия между отдельными организмами и факторами
среды или средами жизни
Популяционная экология,
или демэкология
Взаимоотношения между организмами одного вида (в пределах
популяции) и средой обитания
Учения о сообществах ор-
ганизмов, или синэкология
Взаимоотношения организмов различных видов в пределах
биоценозов со средой их обитания.
Учения об экосистемах
(биогеоценозах), или
биогеоценология
Экологические закономерности функционирования экосистем.
Учение о биосфере, или
глобальная экология
Роль живых организмов (живого вещества) и продуктов их
жизнедеятельности в создании земной оболочки (атмосферы,
гидросферы, литосферы), ее функционировании
моотношений любых живых организмов и среды выделяют отдельные дисциплины, как это показано в табл. 1.1.
Другая составная часть экологии, получившая название социальной эколо-
гии, посвящена проблемам взаимосвязей человеческого общества с природой.
Третья часть экологии — прикладная экология — рассматривает влияние
производственной деятельности на окружающую природную среду и включает
инженерную (промышленную) экологию, экологию сельского хозяйства и другие
прикладные экологические науки, в том числе экологию водного транспорта.
Таблица 1.1
Структура общей экологии
Социальная и прикладная экология являются научной основой разработки правил и приемов обеспечения экологической безопасности человека, общества и ОС.
Главными задачами экологии являются:
— анализ физических, химических и биологических параметров функционирования природных систем;
— установление закономерностей организации жизни в связи с увеличивающимся антропогенным воздействием на природную среду;
— исследование вопросов природопользования и ресурсосбережения;
— разработка мероприятий по всесторонней защите окружающей природной среды.
18
Стратегической задачей экологии в целом считается развитие теории взаимодействия природы и общества на основе нового взгляда, рассматривающего
человеческое общество как неотъемлемую часть биосферы.
1.3 Законы экологии и их особенности
Задачей экологии, как любой другой науки, является поиск законов
функционирования и развития данной области реальности. Всего считается, что
в области экологии существует более шести десятков законов и принципов.
Законы и правила общей экологии справедливы для всего разнообразия
живого, для всех экосистем. Они базируются на фундаментальных понятиях о
том, что такое жизнь, как она возникла, какова ее цель, на общих принципах и
законах космоса, в частности, в отношении к жизни. Единство живой и неживой природы, единое поле, связывающее в общее целое исключительно мелкие
объекты (микромир), чрезвычайно крупные (Вселенную) и наиболее сложные
(жизнь) можно проследить на примере аналогий между взаимодействием в физическом мире и в живой природе.
Экологические законы, объясняющие способность живых систем реагировать на изменения внешних и внутренних условий, динамически возобновлять структуру, электрохимический состав и другие свойства (закон миниму-
ма. Ю. Либиха, закон толерантности В. Шелфорда, принцип (закон) лимитирующего фактора (закон оптимума) и др.), применимы для разных уров-
ней организации жизни — от организмов до экосистем и более подробно будут
рассмотрены в дальнейшем.
В тоже время необходимо отметить, что свойства систем отдельных
уровней возникают как результат слияния свойств систем предыдущих, законы,
присущие телам предыдущего уровня, влияют на поведение систем более высокого уровня. Однако, возникающие при этом эмерджентные (новые) свойства
уровней не являются просто суммой явлений и законов предыдущих, их нельзя
сформулировать из законов предыдущего уровня, в этом заключается закон
эмерджентности.
Ряд законов экологии показывает, что развитие экосистем во многом аналогично развитию отдельного организма и в то же время сходно с развитием
биосферы в целом. К основным законам об общих принципах организации и
развития жизни относятся следующие:
Закон сохранения жизни — жизнь может существовать только в процессе движения через живое тело потока вещества, энергии, информации.
19
Закон усложнения организации — историческое развитие живых организмов приводит к усложнению их организации путем дифференциации органов и функций.
Закон необратимости эволюции — организм (популяция, вид) не может
вернуться к прежнему состоянию, осуществленному в ряду его предков.
Закон неравномерности развития частей системы — система одного
уровня развивается не строго синхронно — в то время, как один вид достигает
более высокой степени развития, другие остаются в менее развитом состоянии.
Закон необходимости разнообразия — система не может состоять из абсолютно идентичных элементов, но может иметь иерархическую организацию
и интегральные уровни.
Закон максимизации энергии и информации — наилучшими шансами
на сохранение обладает система, в наибольшей степени способствующая поступлению, выработке и эффективному использованию энергии и информации;
максимальное поступление вещества не гарантирует системе успеха в конкурентной борьбе.
1.4 Возникновение и эволюция живых организмов
Зарождение жизни. Возраст планеты Земля оценивается в 4,5–5 млрд.
лет. Образовавшаяся около 4,1 млрд. лет назад первичная атмосфера, включавшая в свой состав 60 % СО2, 35 % NH3, Н2S, SO2, HCl, HF и др., обладала восстановительными (а не окислительными, как сейчас) свойствами. 3,7–4,1 млрд.
лет назад (средний архей) в гидросфере зародились прокариоты или доядерные
(от греч. про– вперед и карион– ядро), т.е. организмы с клетками, лишенными
оформленного ядра, к ним относятся сине-зеленые водоросли, бактерии, иногда
вирусы. 2,7–3,0 млрд. лет тому назад благодаря контакту «абиогенных», т.е.
обязанных своим происхождением неживой материи, органических веществ с
такими катализаторами, как глина, стали образовываться различные более
сложные молекулы типа ферментов и хлорофилл. С образованием хлорофилла,
давшего толчок процессу фотосинтеза, началось постепенное обогащение атмосферы кислородом.
В атмосфере в результате жизнедеятельности бактерий стал накапливаться кислород, когда его концентрация достигла 1 % от современного уровня (основное число Л. Пастера) восстановительная среда сменилась на окислительную (приблизительно 2 млрд. лет назад, в протерозой). Возник первый пере-
ломный уровень в развитии биосферы, который сопровождался возникновени-
ем аэробов и очень быстрым распространением жизни по всем океанам Земли.
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]