Экология учебное пособие. Конспект лекций

сы экологии. В учебном пособии приводятся современные данные по экологии. Предлагаемая разработка поможет понять студентам роль человека в современном обществе, сохранить биосферу, обеспечить рациональное природопользование, со­хранить здоровье и работоспособность человек, приобрести навыки разработки эко­логически оправданных инженерных систем.

1. ЭКОЛОГИЯ КАК НАУКА. ПРЕДМЕТ, ЗАДАЧИ, ЦЕЛЬ .......................7

2. ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ДЕМОГРАФИИ. ...............................11

3.4. Значение атмосферы для биосферы Земли. .......................................................20

3.5.1. Естественные источники ......................................................................................22

3.5.2. Антропогенные источники ..................................................................................23

3.6. Химические вещества - основные загрязнители атмосферы и

3.7. Нормирование примесей атмосферы ...................................................................35

3.8.1 Методы очистки от пыли ......................................................................................40

3.8.2. Методы очистки выбросов от газообразных компонентов .............................44

4.2. Потребление воды. Антропогенный цикл...........................................................59

4.3. Химические вещества - основные загрязнители гидросферы............................63

4.3.1. Неорганические загрязнители гидросферы.........................................................63

4.4. Нормирование вредных веществ, сбрасываемых в водоёмы

со сточными водами..............................................................................................74

4.5. Основные методы очистки сточных вод..............................................................78

4.5.1. Механическая очистка...........................................................................................78

5.1. Основные характеристики и классификация ЭМИ.............................................82

5.2. Естественные источники статических электрических

5.4.4. Оптический диапазон электромагнитных излучений.......................................117

5.5. Аварии на предприятиях атомной энергетики и атомной военной

промышленности...................................................................................................152

Необходимо отметить, что до конца 60-х - начала 70-х (до начала “зелёной револю­ции”) экология считалась чисто биологической наукой. Специалистов- экологов го­товили исключительно на биологических факультетах вузов. Хотя и сейчас экология уходит своими корнями в биологию, она уже вышла из её рамок, оформившись в принципиально новую, интегрированную дисциплину, связывающую физические и биологические явления и образующую мост между естественными и общественны­ми науками. Междисциплинарность одно из самых сложных и в то же время самых интересных свойств этой науки. Основные понятия, доставшиеся экологии от биологии: Ген - основной носитель биологической информации. Генофонд - в широком смысле совокупность генов флоры и фауны. Вид - естественная биологическая единица с общим геномом. Популяция - совокупность особей данного вида, длительное время занимающая оп­ределённое пространство и воспроизводящая себя в течение большого числа поко­лений. Сообщество (биоценоз) - все популяции живых организмов, занимающие опреде­лённый участок и взаимодействующие между собой. Экосистема (биогеоценоз) - основная функциональная единица экологии; единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания, в

котором биотические и абиотические компоненты связаны между собой процессами обмена веществом и энергией. Биосфера - оболочка Земли, состав, структура и энергетика, которой определяются совокупной деятельностью живых организмов. Абиотические факторы - температура, свет, радиоактивное излучение, давление, влажность воздуха, солевой состав воды, ветер, течения, рельеф местности - всё это свойства неживой природы, которые прямо или косвенно влияют на живые орга­низмы. Биотические факторы - это все формы воздействия живых существ друг на друга. Окружающий органический мир - составная часть среды каждого организма. Антропогенные факторы - это все формы деятельности человеческого общества, ко­торые приводят к изменению природы как среды обитания других видов или непо­средственно сказываются на их жизни. Пытаясь определить экологию как науку, интересно рассмотреть взаимоотношение её с такими областями прикладного знания, как охрана природы и “охрана окру­жающей среды” (очень неудачное, но прижившееся название). Российский эколог Н.Ф. Реймерс пишет по этому поводу: “Совершенно очевидно, что конечные цели этих двух областей знания идентичны: сохранение всей природы Земли и ближай­шего окружения человека ради здоровья и жизни людей. Но охрана природы “захо­дит” со стороны биосферных процессов, естественных ресурсов и их сохранения для развития человечества, а охрана окружающей человека среды концентрирует своё внимание, прежде всего на потребностях самого человека, идёт от него и непосред­ственно окружающей его среды - природной, социальной, техногенной. Следова­тельно, охрана природы продвигается от Земли к человеку, а охрана окружающей человека среды от человека к глобальным процессам. Нет сомнения, что это единый комплекс экологического цикла. Но экология ли в собственном смысле этого слова? Очевидно, что нет. Экология как таковая - это фундаментальная основа для приро­доохранного и средоохранного знания, основа неотъемлемая и совершенно необхо­димая. Всё остальное - её прикладные сферы. Они имеют свои постулаты и теорети­ческие обобщения, базирующиеся на экологическом фундаменте”. Эти два подхода в прикладном экологическом знании противоречивы по сути, что ярко выражено в предлагаемых ими способах решения, как конкретных экологиче­ских проблем, так и формировании экологической стратегии. Они являются про­должением противоречий фундаментальной экологии, где с одной стороны ярко вы­ражена позиция антропоцентристской “социальной экологии” или “экологии чело­века”, а с другой концепция “глубокой экологии” как системы взглядов, в которой доминирует самоценность биосферы планеты и лишь потом человека. Первые счи­тают возможным дальнейшее количественное увеличение материального потребле­ния (больше энергии, пищи, металлов, пластмасс, строительных материалов и пр. на душу населения) за счет использования высоких технологий переработки и очистки; вторые считают неприемлемым современный уровень потребления (глобально по планете в целом), а тем более его темпы роста и требуют их снижения и наиболее эффективного использования ресурсов. Ясно, что рассчитывать на добровольное ограничение материального потребления сегодня не реально. Однако анализ народнохозяйственных планов развития всех

2. Сформулируйте основные задачи, решаемые экологией, и цели, поставленные пе-

фильтрации в водохранилищах, предназначенных для снабжения населения питье­вой водой. Пастеризация молока поставила барьер на пути инфекций, распростра­няющихся через этот наиболее распространённый вид детского питания. Антибио­тики спасли жизнь многих детей, которые могли бы стать жертвой таких заболева­ний, как пневмония и скарлатина. Появилась вакцина против туберкулеза, и были получены лекарства, излечивающие это заболевание. Вакцинация предотвратила уг­розу заболевания оспой, дифтерией, столбняком, коклюшем, полеомелитом, корью. И, наконец, улучшение питания беременных женщин, и тщательное наблюдение за их здоровьем повысило шансы на выживание ребёнка. Вторым важным компонентом демографического взрыва была революция в произ­водстве продуктов питания. В наше время число людей удваивается за тридцать пять лет, а производство про­дуктов питания на Земле растёт на 2,3% в год, со временем удвоения тридцать лет. Численность человечества, как и всякого биологического вида, строго следует за увеличением количества пищи. Однако поддерживать такой темп в добывании пищи становится все труднее. Это видно из того, что связанное с производством пищи по­требление энергии возрастает на пять процентов в год, со временем удвоения 14 лет. Потребление воды возрастает на 7% в год, со временем удвоения 10 лет. Производ­ство удобрений - тоже на 7% в год, а ядохимикатов на 10%. Такой рост обеспечивается тем, что человек использует запасы угля, нефти, газа и минерального сырья, накопленные за всю (миллиарды лет) предшествующую исто­рию биосферы. Запасы их конечны и не возобновляемы, и поэтому нынешнее отно­сительное благополучие человечества ограничено во времени. И если спросить био­лога, что будет, когда ресурсы кончатся, он должен ответить однозначно: произой­дёт сокращение численности жителей Земли до уровня, обеспечиваемого возобнов­ляемыми ресурсами. Так было бы с любым видом. Но человек изобретателен, по­этому утверждать, что численность населения упадёт до первобытного уровня мы не имеем оснований. Тем не менее, человек всё же существо биологическое, и поэтому рост численности населения бесконечным быть не может. В биосфере довольно строго соблюдается зависимость между размерами организ­мов, потребляющих органическую пищу, и их численностью. Главную роль в пото­ках вещества и энергии в биосфере играют мелкие организмы, крупные же вспомо­гательную. С точки зрения “чистого” биолога численность населения Земли должна составлять всего лишь 200 млн. человек. Человек вместе с домашними животными нарушил эту зависимость, превысив всю долю в биосфере. Но биосфера - саморегу­лирующаяся система, и она стремится вернуть численность населения к дозволен­ному уровню. И вымирание нужных человеку видов, и не включение в биосферные круговороты производимых нами загрязнений, и падение продуктивности ценных для нас экосистем - всё это может быть понято как действие обратной связи, дейст­вие биосферного механизма, стремящегося ограничить рост численности человече­ства. Пока человек вооружён ископаемыми источниками энергии, у него есть возмож­ность противостоять давлению. Но когда эти источники будут исчерпаны, неогра­ниченно долгое стабильное существование человека сможет обеспечить только сол­нечная энергия. Однако реалистические оценки показывают, что даже при наиболее