- •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
5.2.Защита водной среды от материальных загрязнений
5.2.1. Экологическая характеристика водной среды.
Гидросфера - важнейший регулятор сбалансированности жизни на Земле. Водой покрыто до 71% поверхности планеты, ее общие запасы составляют 1,37 млрд.км3, 98% из которых приходная на моря и океаны, 1,24% - на ледники и 0,45% - на пресные воды рек, озер и болот. Вода (вся вода, находящаяся в водных объектах) является важнейшим компонентом ОПС, возобновляемым, ограниченным и уязвимым ПР. Они обеспечивают экономическое, социальное и экологическое благополучие населения, существование животного и растительного мира. Полный биотический круговорот воды занимает около 2 млн. лет, а это означает, что вся вода прошла через живое вещество не одну тысячу раз.
Хотя условия жизни в различных водных объектах весьма разнообразны, в сравнении с атмосферными они более стабильны. Так, диапазон изменений температуры в океане составляет всего С (за исключением мест с термальными источниками). в водной среде может резко изменяться из-за условий перемешивания, температуры и т.д. Поэтому для целого ряда водных растений и животных становится лимитирующим фактором. Существенное значение для жизни в воде имеет концентрация водных ионов - рН, которая в наземных водных объектах может снижаться до 3,7...4,7 (кислые воды) или повышаться до 7,8 и более (щелочные воды). Между тем рыбы выдерживают рН только в диапазоне 5...9, а при рН = 10 и более погибают все водные животные.
Относительная стабильность условий жизни в водных экосистемах сказывается на видовом разнообразии флоры и фауны (в воде обитают всего 7% видов животных и 8% видов растений), на их
морфологии и физиологии (отсутствие поддерживающих тканей у водных растений, сходные формы тела и двигательной активности у водных животных различных типов).
5.2.2.Водопользование и его виды.
Использование воды для удовлетворения нужд населения и хозяйственной деятельности человека называется водопользованием, которое может осуществляться с изъятием вода из водоема (для питья, полива сельхозрастений и т.д.) и без ее изъятия (для транспортных целей, рыбного хозяйства, отдыха). При изъятии воды из источника водоснабжения она может быть полностью израсходована или потеряна (переход в конечный продукт производства, потери при испарении и т.п.). В этом случае говорят о безвозвратном водопользовании. Возможен и частичный возврат воды (например, в виде дренажных вод при поливе).
Различаются следующие виды водопользования: хозяйственно-питьевое (питье, приготовление пищи, водоснабжение предприятий пищевой промышленности), коммунально-бытовое (использование водных объектов в черте населенных пунктов для купания, спорта, отдыха и иных целей), промышленное, транспортное, ры-бохозяйственное, сельскохозяйственное и рекреационное (для водного спорта, туризма и т.д.). При рыбохозяйственном водопользовании выделяются водоемы высшей категории (охранные воды, нерестилища, места массового нагула и зимовальные ямы особо ценных рыб), первой категории (места обитания ценных рыб, чувствительных к содержанию ) и второй категории (объекты, используемые для всех других рыбохозяйственннк целей).
Потребность в воде для питья составляет 2...3 л в сутки на человека или 35...45 г на 1 кг веса. В районах с жарким климатом потребность в питье может увеличиваться до 6...12 л в сутки на человека. Потребность в воде для коммунально-битового использования определяется не столько требованиями физиологии и гигиены человека, сколько уровнем жизни, культуры, отношению к расходованию воды. В Москве на личные нужды 1 чел. расходуется 600 л воды a сутки, в Киеве – 300 л а в Лондоне и в Брюсселе при четкой организации платы за воду соответственно 170 и 85 л в сутки. В среднем же в РФ расход воды в сутки на 1 чел. в 1,5-2 раза меньше, чем в странах Запада.
Расходы воды на хозяйственные цели значительно выше, чем на непосредственные нужды человека: в промышленности в 7...9 раз. в сельском хозяйстве в 11...16 раз. В промышленности вода применяется в качестве непосредственного химического реагента и промышленного сырья (например, в реакциях гидролиза, при соединения или разложения воды в производстве серной, азотной, соляной и других кислот и т.п.), как среда для протекания тех или иных химических реакций (большинство химических реакций протекает в водных растворах), средство для поддержания в заданных пределах некоторых технологических параметров, компонента энергетических систем (вода - наиболее распространенный теплоноситель и ее расходы в крупных ТЭС исчисляются тысячами кубометров в сутки). Все более широкое применение находит вода в качестве средства для транспортирования сырья, полуфабрикатов, готовой продукции и отходов. Велики удельные расходы воды на единицу продукции (производство 1 т стали требует 30 м3 воды, 1 т алюминия - 1500 м3 воды, а 1 т синтетического волокна - 3500 м3).
До середины 70-х годов в мире наблюдался непрерывный рост расхода воды на хозяйственные цели. При этом безвозвратное водопользование в промышленности увеличивалось в 2 раза за каждые 10 лет, а в сельском хозяйстве - в 1,5 раза.
Хотя на человека планеты приходится достаточное количество воды (используется не более 13% всего стока пресных вод), но непрерывное увеличение водопользования и неравномерность запасов воды (в РФ, например, в Прикаспии и Северо-Западном регионе) приводит в ряде мест к ее дефициту. Осложняет положение и возраставшее загрязнение водных объектов (см. ниже), из-за чего вода становится непригодной для некоторых видов водопользования.
На долю РФ приходится более 10% всего мирового стока пресных вод, а на 1 чел. – в 1,5 больше, чем в среднем на планете. Однако около 80% речного стока приходится на районы, где проживает всего 20% населения (Сибирь, Дальний Восток). Важнейшие сельскохозяйственные районы страны размещены в зоне неустойчивого (из-за засух) земледелия. Ряд крупных городов, и прежде всего Москва, уже испытывают недостаток в питьевой воде.
По данным водного кадастра РФ суммарный забор воды из природных объектов в 1995 г. составил 96,9 км3 (в 1994 г. - 96,2 км3), в том числе из бассейна р. Волга – 32%. Промышленностью было использовано 55,4%, сельским хозяйством - 26,0%, жилищно-коммунальным хозяйством (ЖKX) - 17.4% и транспортом – 1,2% этого водозабора. В промышленности наибольшими потребителями воды являются электроэнергетика (69,7%), машиностроение и металлообработка (7,7%), лесная, деревообрабатывающая, целлюлозно-бумажная (5,0%), химическая и нефтехимическая (4,0%) отрасли.
Тверская область имеет достаточные запасы пресной воды в многочисленных реках, озерах, болотах и водохранилищах. Однако областной центр нуждается в более качественной питьевой воде, которая к тону же в некоторые кварталы и микрорайоны города подается в недостаточном количестве. Неблагополучное положение сложилось и на водных объектах г. Удомли, где размещена КАЭС.