- •Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации Тверской государственный технический университет
- •Тверь 1998
- •Предисловие
- •Введение
- •1. Важнейшие научные концепции и положения экологии
- •1.1 Исходные теоретические концепции экологии
- •1.2 Взаимоотношения организма и среды
- •1.3.Экология популяций и сообществ
- •1.4.Экологические системы
- •1.4.1. Общая характеристика.
- •1.4.2.Превращения энергии в экосистемах.
- •1.4.3.Классификация экосистем.
- •1.4.4.Эволюция и устойчивость экосистем.
- •2.Биосфера и человек
- •2.1.Структура и эволюция биосферы
- •2.1.1.Состав и границы биосферы.
- •2.1.2.Циркуляция элементов в биосфере.
- •2.1.3.Эволюция биосферы.
- •2.2.Человек в биосфере
- •2.3.Экология человека
- •2.3.1.Среды жизни человека и формы его адаптации к ним.
- •2.3.2.Адаптивные типы и расы.
- •2.4.Основные направления антропогенных воздействий на биосферу
- •2.4.1.Современные воздействия человека на биосферу.
- •2.4.2.Общая характеристика негативных воздействий экономической деятельности человека на пс.
- •3.Актуальные экологические проблемы человечества в биосфере
- •3.1.Проблема роста народонаселения
- •3.2.Проблема урбанизации
- •3.3.Глобальные последствия загрязнения атмосферы
- •3.4.Опасность ядерных катастроф и радиоактивных загрязнений
- •3.5. Проблема истощения природных ресурсов
- •3.6. Региональные экологические проблемы Тверской области
- •3.7. Прогнозирование и оценка экологического риска.
- •4.Охрана биосферы
- •4.1.Экологические принципы охраны природы и рационального природопользования
- •4.2.Концепция экологической безопасности и устойчивого развития рф
- •4.3. Экологический мониторинг в биосфере, рф и ее регионах
- •4.4. Международное сотрудничество по охране ос
- •4.5.Основные формы и методы защиты природной среды и решения экологических проблем
- •5.Защита компонентов биосферы
- •5.1.Защита атмосферы от материальных загрязнений
- •5.1.2.Характеристика и источники загрязнения атмосферы.
- •5.1.3. Нормирование загрязнений атмосферы.
- •5.1.4.Контроль за состоянием чистоты атмосферы.
- •5.1.5.Защита_атмосферного воздуха.
- •5.1.6.Рассеивание выбросов в атмосфере.
- •5.1.7.Методы очистки выбросов.
- •5.2.Защита водной среды от материальных загрязнений
- •5.2.1. Экологическая характеристика водной среды.
- •5.2.2.Водопользование и его виды.
- •5.2.3.Виды и источники загрязнения водной среды.
- •5.2.4.Нормирование качества воды.
- •5.2.5.Контроль качества воды и регламентация спуска св в водоемы и канализацию города.
- •5.2.6.Основные направление защиты водной среды.
- •5.2.7.Методы очистки св.
- •5.2.8.Оборотное водоснабжение предприятий
- •5.3.Охрана почв и земель
- •5.3.1.Экологическое значение почв.
- •5.3.2.Антропогенные воздействия на почвы.
- •5.3.3.Борьба с порчей почв, земли и рекультивация земель.
- •5.4. Охрана флоры и фауны
- •5.4.1. Охрана растительного мира.
- •5.4.2. Охрана животного мира (фауны).
- •5.5. Охрана недр
- •5.6. Защита опс от радиоактивных загрязнений
- •5.6.1. Важнейшие параметры ии и единицы их измерения.
- •5.6.2. Характеристика и источники рз в рф.
- •5.6.3. Гигиеническое нормирование техногенного облучениялюдей.
- •5.6.4. Радиационный контроль (рк) в рф.
- •5.6.5. Защита от ии.
- •5.6.6. Принципы обеспечения рб населения.
- •5.7. Защита опс от энергетических загрязнений
- •5.7.1. Защита населения от акустических загрязнений.
- •5.7.2. Защита населения от вибраций.
- •5.7.3. Защита населения от неионизирующих электромагнитных загрязнений.
- •5.7.3.1. Защита населения от воздействий змп промышленной частоты.
- •5.7.3.2. Защита населения от воздействий змп радиотехнических объектов (рто).
- •5.7.4. Защита опс от тепловых загрязнений стз).
- •6. Основы экономики природопользования
- •6.1. Взаимоотношения человеческого общества и природы, варианты его решения
- •6.2. Экологическая экспертиза хозяйственной и иной деятельности
- •6.3. Оценка ущерба от загрязнений опс
- •6.4. Экономический механизм природопользования в рф
- •6.5 Экономическое стимулирование природоохранной деятельности и экологические фонды в рф
- •7. Основы экологического права и управление охраной природы в рф
- •7.1.Источники и содержание экологических правовых норм
- •7.2. Ответственность за экологические правонарушения
- •7.3. Управление охраной природы в рф
- •Заключение
- •Библиогpафическии список
- •Приложение 1. Принятие сокращения в учебном пособии
- •1. Важнейшие научные концепции и положения экологии 9
- •2. Биосфера и человек 28
- •3. Актуальные экологические проблемы человечества в биосфере 50
- •4. Охрана биосферы 69
- •5. Защита компонентов биосферы 83
- •6. Основы экономики природопользования 157
- •7. Основы экологического права и управление охраной природы в рф 171
3.2.Проблема урбанизации
В XX веке параллельно росту народонаселения планеты шел процесс урбанизации, т.е. сосредоточения населения и экономической жизни в городах. Если в 1900 г. в городах проживало 224,4 млн. чел. (13,6%), то в 1980 г. - 1821 млн. чел. (41,I%).
По прогнозам демографов к началу XXI века из населения планеты 7 млрд. чел. 5,5 будут жить в городах. Урбанизация явилась неизбежным следствием функционирования индустриального общества с его требованиями специализации и концентрации производства. Развитие урбанизации имеет ряд особенностей и создает серьезные экологические проблемы. К особенностям урбанизации относятся ее неравномерность, тенденция развития мегаполисов, изменения естественных условий жизни, резкое увеличение массобмена в крупных городах и сложность водоснабжения для некоторых из них. Экологическими проблемами крупных городов являются выраженные загрязнения атмосферного воздуха, сложность ликвидации отходов современного города, повышение заболеваемости населения и негативные сдвиги нравственности городских жителей.
Процесс урбанизации затронул практически все государства мира. Однако этот процесс идет неравномерно. В развитых странах доля городского населения сейчас превышает 70%, а в некоторых из них уже подошла к пределу. Так, в Великобритании 35 лет процент городского населения стабилен и равен 91%. В государствах же Африки этот процент около 20, а в городах Китая живет 32% жителей страны.
Второй особенностью урбанизации стала тенденция к создании мегаполисов. Они в развивавшихся странах растут быстрее, чем в развитых, правда, за счет стагнации мелких городов и умеренном росте средних. Например, самым большим городом в начале XXI века должен стать Сан-Пауло в Бразилии: население Мехико уже сейчас больше, чем в Нью-Йорке. В развитых странах появление мегаполисов чаще всего связано с практическим слиянием в одну урбанизированную территорию крупных промцентров, как это происходит в Рурском бассейне Германии и в районе Великих озер США (города Чикаго и Питсбург). Самым крупным объединением в США должно стать слияние Бостона-Нью-Йорка-Вашингтона (около 60 млн. чел.). Правда, значительная часть футурологов Запада предсказывает резкое сокращение процесса урбанизации вследствие уже идущего (например, в США и Японии) превращения индустриального общества в постиндустриальное. Для последнего характерны отказ от глобальной специализации и концентрации производства и приоритетное развитие средних и мелких предприятий с выпуском законченных и годных к употреблении изделий. Такие предприятия обычно размещаются в мелких и средних городах.
Третья особенность урбанизации - резкое увеличение массобмена между городом и другими территориями. Город является субсидируемой экосистемой и для его функционирования необходима доставка энергии, пищи, воды и сырья для промышленности. Соответственно растут и отходы. Наглядное представление о масштабах материальных потоков в городах дает рис. 3.1. Следует только добавить, что для продовольственного обеспечения такого города (с населением 1 млн. чел.) необходимо 800000 га сельхозугодий.
Рис. 3.1. Массообмен, т/сут, современного города
Наиболее существенным с точки зрения экологов является изменение естественных условий жизни в черте больших городов. Такие изменения затрагивают климатические условия, газовый состав атмосферы, биогеохимию городских территорий и их окрестностей. воздействие широкого спектра энергетических загрязнений, Жители больших городов получают на 30% меньше УФО, необходимого для образования в коже человека витамина Д. На 15% уменьшается солнечная инсоляция, на 2-3°С поднимается температура воздуха. Возникшие различия температурных режимов способствуют конденсации атмосферной влаги и увеличивают количество осадков (примерно на 10%),
Если содержание основных компонентов атмосферы (N2 и О2) одинаково во всех регионах планеты и во всех слоях ее газовой оболочки (в тропосфере, мезосфере и стратосфере), то содержание пыли в городах в 30...40 раз выше, чем фоновое. Концентрация вредных примесей в значительном числе городов РФ с населением в десятки млн. чел. превышает 10 ПДК, а в некоторых промцентрах значительно выше, что создает экстремальные ситуации. Загрязнение почв около предприятий черной металлургии в 250 раз выше фона, цветной - в 450 раз. Высок и уровень акустического шума; его интенсивность в городах достигает 100 дБ, а на крупных магистралях 110 дБ А, приближаясь тем самым к болевому порогу слухового анализатора. Велики и интенсивности электромагнитных излучений, создаваемых промышленными установками и радиолокационными станциями.
Для ряда городов сложно решается вопрос с водоснабжением. Обеспечение водой Москвы потребовало создания канала Москва - Волга и дорогостоящей системы водохранилищ на территории своей и соседних областей. В некоторых городах (например, в Караганде) вода доставляется за 457 км.
Высокие загрязнения промгородов составляют самую тяжелую экологическую проблему. При неблагоприятных метеорологических условиях, затрудняющих естественное проветривание улиц, в таких городах, как Лондон и Токио уже неоднократно наблюдались массовые отравления смогом. Эти загрязнения приводят к резкому обострению респираторных и сердечно-сосудистых заболеваний, число которых в городах Бельгии, США и Англии достигало 6...10 тыс. чел., а число умерших - десятков и тысяч человек. Не менее велика и частота хронических заболеваний от загрязнения воздуха канцерогенами. Рак легких, вызываемый курением и наличием канцерогенов в выбросах промпредприятий, стал самым частым заболеванием у мужчин. Самыми распространенными заболеваниями в городах стали аллергические болезни, вызываемые загрязнением среды аллергенами. Ведущая нозологическая единица этой группы заболеваний - бронхиальная астма - как причина внезапной смерти приближается к уровню инфаркта миокарда.
Не меньшую опасность для здоровья населения городов представляют "болезни цивилизации", т.е. группа заболеваний, вызванных специфическими условиями жизни больших городов. Городской житель постоянно находится в условиях стресса. Как правило, он должен выполнять больший объем работы на предприятиях и учреждениях, чем в провинции (из-за большой дороговизны), у него наблюдается частый десинхроноз (нарушение естественных биоритмов организма трехсменной и ночной работой, жестким трудовым ритмом города, социальной синхронизацией и другими стрессовыми факторами). Систематический стресс - основная причина сердечко-сосудистых заболеваний. Немаловажную роль в развитии стресса играют чисто экологические факторы, которыми по медицинским данным вызывается 40% всех инфарктов миокарда.
Следующей тяжелой экологической проблемой городов является необходимость утилизации громадного количества отходов. В РФ ежегодно накапливается 50 млн.т только твердых бытовых отходов ( в CША их в 2...2,5 раза больше). Бытовые отходы в нашей стране занимают более 15 тыс.га, выключая эти земли из сельскохозяйственного пользования. Сжигание бытовых отходов на свалках приводит к загрязнению воздуха диоксином, промотором канцерогенных заболеваний. Не меньшую площадь занимают и отходы производства; их утилизация не менее сложна, чем утилизация бытовых отходов. Принятая же на Западе практика сжигания отходов с большим содержанием органических веществ на мусоросжигательных заводах не решает проблемы: вместо загрязнения почвы создается загрязнение воздуха.
Разумеется, в городах имеются и значительные удобства для жизни: более совершенный транспорт, широкие возможности для образования; города являются крупными центрами науки, культуры и искусства. Но за все это приходится платить: дышать отравленным воздухом, пить пахнущую хлором воду, жить в условиях растущей преступности, одиночества и депрессии. Частота самоубийств в городах значительно выше, чем в сельской местности; в них же более выражен упадок морали и нравственности, больше наркоманов и больных венерическими заболеваниями. Вновь появилась масса беспризорных детей и т.д.
Наглядное представление о соотношении между удобствами городской жизни (а) и качеством городской среды обитания (б) при увеличении числа жителей городов и превращением их в мегаполисы дает рис 3.2.
Рис. 3.2. Схема соотношения между удобствами городской жизни и качеством среды обитания