- •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
4.4. Международное сотрудничество по охране ос
РФ осуществляет такое сотрудничество в области охраны ОС на двух- и многосторонней основе. Двухстороннее сотрудничество у нас развивается с Великобританией, Германией, Данией, Индией, Канадой, Китаем, Нидерландами, Норвегией, Республикой Корея, США, Финляндией, Францией и Швецией, а также в рамках Совета министров ОС Баренцевого региона. Оно направлено на предотвращение загрязнения воздуха, охрану вод от загрязнения, в
том числе и вод Мирового океана. При этом ведется совместная разработка правовых и административных мер, связанных с сохранением и поддержанием качества ОПС.
Многостороннее сотрудничество по охране ОС осуществляется путем участия представителей РФ в работе международных учреждений ООН, а также различных международных неправительственных организаций. Так, российские представители в области охраны ОС участвуют в работе учреждений "Программы ООН по ОС" (ЮНЕП), по вопросам образования, науки и культуры (ЮНЕСКО), продовольствия и сельского хозяйства (ФАО), Комиссии ООН по устойчивому развитию, а также Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), Международной организации по радиологической защите (МАГАТЭ), Международного союза ОП (МСОП), Экономической и социальной комиссии для Азии и Тихого океана (ЭСКАТО), Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР). Всемирного фонда дикой природы и Межгосударственного экологического совета (МЭС). Такое сотрудничество способствует быстрому решению глобальных и региональных экологических проблем.
Кроме того, РФ ратифицировала и взяла международное обязательство выполнять 13 международных конвенций в области охраны ОС, а именно: о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния, по предотвращению загрязнения моря сбросами отходов и других материалов, по защите Черного моря от загрязнений, об охране озонового слоя, о биологическом разнообразии, о международной торговле дикой флорой и фауной, находящейся под угрозой изчезновения; об охране всемирного и природного наследия, о контроле за трансграничной перевозкой опасных отходов и их удалением, по защите морской среды региона Балтийского моря, о водно-болотных угодьях, имеющих международное значение главным образом в качестве мест обитания водоплавающих птиц; о трансграничном воздействии промышленных аварий, по регулировании китобойного промысла, по охране и использованию трансграничных водных путей и международных озер.
4.5.Основные формы и методы защиты природной среды и решения экологических проблем
Специфические (т.е. применяемые для решения конкретных экологических проблем) методы и подходы рассмотрены в разделе 3. В данном подразделе вначале проводятся консервативные и активные формы защиты ПС, которые следует рассматривать как основной способ сохранения биологического разнообразия биосферы;
затем будут приведены общие подходы к решению большинства экологических проблем современности.
Консервативные формы охраны ПС направлены на сохранение природных объектов особой научной или культурной ценности: типичных или редких ландшафтов, редких геологических образований, исчезающих или редких животных и растений и т.д. К указанным формам относятся заповедники и заказники, природные парки, памятники природы и национальные парки. Заповедники и заказники - это участки территории (акватории), на которых запрещена (в заповедниках) всякая хозяйственная деятельность, а в заказниках временно или постоянно для сохранения одного или нескольких видов запрещены отдельные виды деятельности. В природных парках помимо заповедных зон допускается агрохозяйственные зоны. Памятники природы - относительно небольшие участки, имеющие особое научное, культурное или социальное значение (отдельные деревья, рощи, парки, пещеры, водопады и т.д.). Национальные парки - это обширные территории, включающие природные ландшафты с естественной флорой и фауной, в которых массовый отдых людей организован таким образом, что исключается возможность негативного воздействия на природу. Такие парки в США функционируют более 100 лет, привлекая миллионы отдыхающих ежегодно. В РФ планируется создание 17 национальных парков, в том числе и на озере Селигер.
Способствует сохранении биологического разнообразия издаваемая в РФ "Красная книга", которая содержит систематизированные сведения, о 5 категориях видов: 1) исчезающих; 2) находящихся под угрозой исчезновения: 3) редких видов, встречающихся в таком небольшом количестве, что каждая серьезная опасность угрожает существованию вида; 4) мало известных (недостаточно изученных) и 5) восстановленных видах.
Активной защитой ПС традиционно занимались и занимаются биологи, а в последние 30...40 лет и инженеры. Биологи немало сделали для охраны и спасения исчезающих видов; почвоведы и агрономы, решая проблему обеспечения человечества продуктами питания, добились существенных успехов. Так, они успешно восстанавливают популяции резко поредевших от перепромысла соболей и бобров. В северо-восточной тундре РФ в последнее десятилетие ими восстановлен ареал обитания овцебыков (животных), идеально приспособленных к жизни в азиатской тундре и исчезнувших оттуда в эпоху оледенении. Многочисленные рыбные заводы и рыбопитомники обеспечивают воспроизводство популяций промысловых рыб. Более того, люди сумели создать такой ценный гибрид белу-
ги и стерляди, как бестер. Сотни и тысячи лет функционируют высоко эффективные агросистемы Юго-Восточной Азии, долины Нила и пр. Еще в прошлом веке В.В. Докучаевым была создана высоко продуктивная Каменная степь (Воронежская область) средствами малой мелиорации, сохранившая свое значение до нашего времени. Большие перспективы в обеспечении продуктами питания открывает клонирование наиболее продуктивных сельскохозяйственных животных. Всерьез обсуждаются возможности восстановления истребленных человеком таких уникальных видов, как Стеллерова корова, единственный кандидат в домашние морские животные.
Рост экономической активности человека и, прежде всего, рост промышленного производства породил массу сложнейших экологических проблем и заставил заниматься спасением его среды обитания (см. раздел 3).
Подавляющее большинство разрабатываемых в настоящее время технических решений в экологии связано с защитой от загрязнений биосферы и стациально-деструктивных нарушений поверхности планеты. Однако в решении экологических проблем значительно большую роль должна сыграть разработка принципиально новых технологий, способных кардинально изменить положение дел с истощением ресурсов и загрязнениями. Как когда-то создание полупроводниковых приборов привело к уменьшению потребляемой энергии и миниатюризации материалоемких устройств, так в наши дни нанотехнология может обеспечить следующий шаг в этом направлении, Вторым перспективным направлением является биотехнология с ее высокой эффективностью, естественным природным характером процессов, составляющих ее основу, а потому и высокой зкологичностью самого производства. Третьим прорывом в решении ряда проблем может стать использование альтернативных видов энергии и создание безопасной термоядерной энергетики, оптимистические прогнозы освоения которой не реализуются уже не одно десятилетие.
Большой резерв в решении экологических проблем и защите ПС представляет собой повышение эффективности экобиозащитной техники и экологизация существенных технологий и производственного оборудования. Повышение эффективности зкобиозащитной техники может быть обеспечено применением новых методов очистки и обезвреживания выбросов и сбросов, таких как применение ионных пучков, обработка низкотемпературной плазмой и т.д. Более широкое применение должны получить биохимические методы и средства. Экологизация существующих технологий и оборудования предполагает такие их изменения, которые бы привели к резкому
уменьшению выбросов вредных веществ (использование более экономичного сырья, как например, отказ от сжигания нефти с большим содержанием серы на предприятиях тепло- и электроэнергетики; улучшение режимов горения и широкое применение катализаторов для уменьшения образования вредных веществ и получения менее токсичных продуктов горения (например, не СО, а ).
Особенно большие надежды возлагаются на создание систем оборотного водоснабжения и безотходные производства. Широкое внедрение систем оборотного водоснабжения в 80-х годах XX века уже решило одну из опаснейших тенденций развития техники: экспоненциальный рост безвозвратного водопотребления на нужды расширяющегося промпроизводства. С 1983-1985 гг. этот рост не только остановился, но и началось снижение забора воды. Однако системы оборотного водоснабжения не обеспечивают утилизации вредных веществ, содержащихся в производственных стоках; они переводят их в шлам средствами очистки, оставляя проблему обезвреживания шламов открытой.
Безотходное производство явилось бы идеальным решением проблемы отходов, общая масса которых достигает сотен миллионов и миллиардов тонн (главным образом отходы открытой добычи ПИ). В отдельных ситуациях можно создать по-настоящему безотходное производство, когда используется все исходное сырье, а после потери потребительских свойств продукты производства становятся вторичными сырьевыми ресурсами. Но громадная масса инертных отходов даже при их повсеместном применении для планировочных работ в строительстве и в качестве наполнителей в производстве бетона, будет использована всего на 10…20%. Особенно сложной представляется борьба с отходами синтетических материалов. У них отсутствуют естественные процессы разложения: термическое разложение (попросту, сжигание) увеличивает общее загрязнение атмосферного воздуха. Именно поэтому одной из актуальных задач современности стало создание саморазлагающихся синтетических материалов.
Количественную оценку безотходности (малоотходности) производства осуществляют через коэффициент безотходности , который характеризует полноту использования в производстве материальных и энергетических ресурсов, а также интенсивность воздействия этого производства на ОПС. Он определяется по формуле
, (4.1.)
где - коэффициент пропорциональности; - коэффициент использования материальных ресурсов: - коэффициент использования энергетических ресурсов; - коэффициент соответствия зкологическим требованиям.
В мире разработка безотходных и малоотходных технологий ведется в направлениях: 1) создания принципиально новых технологических процессов, позволяющих исключить, сократить или заменить технологические стадии, на которых образуется большое количество отходов: 2) разработки бессточных технологических систем и водооборотных циклов на базе существующих и перспективных способов очистки СВ; 3) создания систем переработки отходов, используемых как вторичные материальные ресурсы; 4) организации территориально-промышленных комплексов с замкнутой структурой потоков сырья и отходов внутри комплекса. Как показывает опыт, условия создания таких технологий и производств наиболее благоприятны в добывающих, перерабатывающих, химической, пищевой и других отраслях промышленности.