- •1.1. Предмет и структура экологии
- •1.2. Специфические особенности экологии
- •1.3. Развитие и устойчивость
- •Основные этапы развития биосферы Земли
- •Страны – экологические "тяжеловесы"
- •2.1. Определение и структура экосистем
- •2.2. Биота
- •2.3. Биотические факторы
- •2.3.1. Гомотипические реакции
- •2.3.2. Гетеротипические реакции
- •Виды гетеротипических реакций
- •2.4. Принцип Гаузе
- •2.5. Абиотический компонент
- •2.5.1. Свет
- •2.5.2. Температура, атмосферное давление, влажность, атмосферные осадки и климат
- •2.5.3. Соленость и кислотность
- •2.5.4. Биологические ритмы
- •2.5.5. Геопатогенные зоны
- •2.6. Закон лимитирующих факторов
- •3.1. Гомеостаз
- •3.2. Обмен веществом, энергией, информацией
- •3.3. Основные принципы функционирования экосистем
- •3.3.1. Первый принцип
- •3.3.2. Второй принцип
- •3.3.3. Третий принцип
- •3.4. Устойчивость экосистем
- •3.4.1. Равновесие популяций
- •3.4.2. Механизмы популяционного равновесия
- •3.5. Математические модели популяционной динамики
- •3.6. "Гипотеза Геи"
- •4.1. Экологические сукцессии
- •4.2. Эволюционная сукцессия
- •4.2.1. Некоторые генетические положения
- •4.2.2. Эволюционная сукцессия
- •4.3. Влияние человека на видовое разнообразие
- •Причины исчезновения видов
- •Причины, угрожающие существованию видов
- •Распределение сохранившихся естественных ландшафтов в различных регионах мира
- •Охраняемые территории и исчезающие виды для стран – экологических "тяжеловесов" (1990-е годы)
- •4.4. Интродукция видов
- •5.1. Связь между экологией и демографическими проблемами
- •Распределение населения и мирового богатства
- •Распределение мирового потребления
- •5.2. Основные показатели демографической ситуации
- •Демографические данные по отдельным регионам и странам за 1988 год
- •Динамика демографических процессов в России
- •Коэффициент детской смертности и средняя продолжительность жизни
- •Десять крупнейших государств мира и прогноз численности их населения в 2100 году
- •5.3. Причины демографического взрыва
- •5.4. Причины различий демографической ситуации в разных странах
- •Демографическая ситуация в странах – экологических "тяжеловесах"
- •5.5. Пути решения проблемы народонаселения
- •5.5.1. Повышение уровня жизни
- •5.5.2. Крупномасштабные проекты и адекватная технология
- •5.5.3. Снижение рождаемости
- •6.1. Ресурсы, отходы, загрязнение
- •Антропогенное воздействие на биосферу
- •6.2. Почва
- •6.2.1. Основные свойства почвы
- •Взаимоотношения между механическим составом почвы и ее физическими и химическими свойствами
- •6.2.2. Потери почвы
- •Распределение земельного фонда России по целевому назначению
- •Скорость эрозии почв
- •Опустыненные земли засушливых регионов
- •Орошаемые земли, опустыненные вследствие засоления
- •6.2.3. Предупреждение потерь почвы
- •6.3. Вода
- •Содержание воды в растительных и животных организмах
- •6.3.1. Основные свойства воды как среды жизни
- •6.3.2. Круговорот воды
- •Скорость водообмена
- •6.3.3. Влияние человека на круговорот воды
- •Потребление пресной воды для производства 1 тонны продукции
- •6.3.4. Сохранение и возобновление водных ресурсов
- •6.4. Воздух
- •Химический состав сухого воздуха
- •7.1. История вопроса, топливно-энергетический баланс и классификация энергетических ресурсов
- •Среднее ежедневное потребление энергии на душу населения на разных стадиях развития цивилизации
- •Методы получения электроэнергии в сша в 1987 году
- •Структура мирового потребления топливно-энергетических ресурсов
- •7.2. Ископаемое топливо
- •7.3. Энергия воды и ветра
- •4. Атомная энергия
- •7.4.1. Масштабы и характеристика ядерной энергетики
- •Действующие энергоблоки аэс России
- •Наиболее распространенные изотопы, образующиеся в ядерном реакторе
- •7.4.2. Проблема безопасности аэс
- •7.4.3. Реакторы-размножители и другие направления ядерной энергетики
- •7.5. Энергоэффективность и рентабельность
- •Классификация качества различных видов энергии
- •Энергоэффективность различных способов отопления помещений
- •Коэффициенты рентабельности для различных энергетических систем
- •7.6. Альтернативные источники энергии
- •8.1. Экологическое нормирование качества окружающей среды
- •8.2. Вредители и загрязнение пестицидами
- •8.2.1. Вредители
- •8.2.2. Пестициды как средство борьбы с вредителями
- •8.2.3. Экологические методы борьбы с вредителями
- •8.3. Загрязнение синтетическими органическими соединениями
- •Влияние синтетических органических веществ на здоровье человека
- •8.4. Загрязнение тяжелыми металлами
- •Поступление тяжелых металлов в организм человека с пищей за сутки
- •8.5. Загрязнение водоемов биогенами и эвтрофизация
- •8.6. Загрязнение нефтью
- •8.7. Загрязнение атмосферы
- •8.7.1. Смог
- •Влияние режима работы двигателя автомобиля на состав выхлопных газов
- •8.7.2. Кислотные осадки
- •8.7.3. Разрушение озонового слоя
- •8.7.4. Парниковый эффект
- •Выбросы углерода от сжигания ископаемых видов топлива странами – экологическими "тяжеловесами" в 1995 году
- •8.8. Тепловое загрязнение
- •8.9. Сброс отходов в Мировой океан (дампинг)
- •8.10. Экономика загрязнения и риск
- •9.1. Предмет изучения и этапы развития
- •9.2. Основные характеристики воздействия ионизирующего излучения на организмы и единицы их измерения
- •Периоды полураспада некоторых радиоактивных изотопов
- •Значения взвешенных коэффициентов wтк для различных тканей и органов человека
- •9.3. Воздействие ионизирующего излучения на организмы
- •Коэффициенты концентрирования некоторых радионуклидов для пресноводных организмов
- •Полулетальная доза облучения для различных живых организмов
- •Допустимые уровни облучения человека
- •Допустимые уровни облучения, установленные для военного времени для военнослужащих
- •Степени лучевой болезни
- •Некоторые уровни облучения
- •9.4. Радиоэкология популяций и сообществ
- •9.5. Радиационный фон
- •9.5.1. Естественный радиационный фон
- •Средняя удельная радиоактивность строительных материалов
- •Предельно-допустимые значения мощности эквивалентной дозы облучения
- •Предельно-допустимое содержание радиоактивных изотопов в продуктах питания
- •9.5.2. Искусственный радиационный фон
- •9.6. Радиационная обстановка в России, Санкт-Петербурге и Ленинградской области
- •10.1. Масштабы урбанизации и связанные с ней экологические проблемы
- •Динамика мирового процесса урбанизации (по в.П.Максаковскому)
- •Урбанизация для различных групп стран
- •Темпы урбанизации в России
- •Количество городов-миллионеров
- •Мегаполисы (на 1985 год)
- •Ежегодное потребление ресурсов и выбросы современного города с населением 1 миллион человек (по ю.И.Скурлатову, г.Г.Дуке, а.Мизити)
- •10.2. Проблема твердых отходов
- •Структура твердых бытовых отходов в сша в 1988 году
- •Сравнительная характеристика различных способов ликвидации мусора
- •Уровень рециркуляции макулатуры
- •10.3. Очистка сточных вод и газовых выбросов
- •10.3.1. Очистка сточных вод
- •10.3.2. Очистка газовых выбросов
- •10.4. Городской микроклимат
- •10.5. Шумовое загрязнение и вибрация
- •Шумовое загрязнение
- •10.6. Пылевое загрязнение
- •10.7. Растительность и животные в городе
- •10.8. Электромагнитное загрязнение
- •10.9. Экологически устойчивый город
- •10.10. Экологическая обстановка в Санкт-Петербурге
- •10.10.1. Состояние атмосферного воздуха
- •Количество загрязняющих веществ, выброшенных в атмосферу Санкт-Петербурга за период 1987 – 1997 годов
- •Данные по загрязнению атмосферного воздуха в 1996 – 1997 годах
- •Перечень превышения нормативов в точках наблюдения по основным загрязняющим веществам, имеющим значение в плане риска влияния на здоровье
- •Превышение нормативов загрязнения атмосферы по веществам в Санкт-Петербурге за 1997 год
- •Уровни загрязнения атмосферного воздуха в 1997 году
- •Превышение нормативов загрязнения атмосферы по точкам наблюдения за 1997 год
- •Превышение нормативов загрязнения атмосферы по районам Санкт-Петербурга за 1997 год
- •10.10.2. Состояние водных объектов
- •Состояние загрязненности водных объектов Санкт-Петербурга в 1990 году
- •Динамика загрязненности водотоков Санкт-Петербурга в 1996 – 1997 годах
- •Качество питьевой воды в Санкт-Петербурге
- •10.10.3. Дамба
- •Наводнения в Санкт-Петербурге в 1703 – 1994 годах
- •10.10.4. Состояние городских почв
- •Районы наиболее загрязненных почв в Санкт-Петербурге
- •10.10.5. Шумовое загрязнение
- •Уровень шума на транспортных магистралях Санкт-Петербурга
- •10.10.6. Зеленые насаждения и животный мир
- •Состояние зеленых насаждений в Санкт-Петербурге
- •10.10.7. Проблема городских отходов
10.2. Проблема твердых отходов
В настоящем разделе мы рассмотрим так называемые твердые бытовые отходы (или мусор). Заметим, что эти отходы представляют только часть отходов производимых человечеством, причем меньшую часть. По оценкам общий объем отходов в мире составляет 25 – 30 миллиардов тонн, из которых на твердые бытовые отходы приходится около 6 миллиардов тонн, т.е. в среднем около 1 т мусора на человека в год без учета изношенных и разбитых автомобилей (в России на одного человека приходится около 200 кг твердых бытовых отходов в год). Если весь накапливающийся мусор не уничтожать и не перерабатывать, а сваливать в одну кучу, то за год образовалась бы гора высотой с Эльбрус.
Проблема твердых бытовых отходов особенно актуальна для крупных городов и обостряется с каждым годом. Существует несколько причин увеличения количества мусора: рост производства товаров разового использования; увеличение количества упаковки; повышение уровня жизни, позволяющее пригодные к использованию вещи заменять новыми, а старые выбрасывать и т.д.
К числу главных компонентов твердых бытовых отходов относятся бумага и картон, стекло, различные металлы (в основном железо, сталь, алюминий), полимерные материалы, пищевые отходы, строительный мусор (штукатурка, битый кирпич, цементный камень и др.), пластики и резина, кожа, текстиль, древесина. Состав отходов во многом определяется стилем жизни. Так, в США и Японии в отходах преобладают бумага, картон, упаковочные материалы (см. таблицу 10.7). В России и европейских странах относительно больше выбрасывается пищевых отходов, строительного мусора и т.п. В Санкт-Петербурге бумага, картон, стекло и металл составляют только 36 % отходов, 33 % приходится на пищевые отходы и 31 % – на строительный мусор и др. (в 1996 году). Отметим, что состав твердых бытовых отходов в России и Санкт-Петербурге за последнее десятилетие изменился весьма существенно. Отходы текстильных изделий, которые еще 20 – 30 лет назад содержали в основном хлопковое волокно, сейчас представлены в основном тканями из синтетических нитей, либо из смесей синтетики с хлопком и целлюлозой. Несколько уменьшилось количество бумаги, которая раньше была основным упаковочным материалом (в том числе и для продуктов), а сейчас вытесняется специальными упаковочными материалами. Резко возросло в Санкт-Петербурге количество пищевых отходов (на 60 – 70 %), и это при постоянных сетованиях некоторых политиков об угрозе голодной смерти для значительной части населения. Правда, возможно, что в разряд бытовых пищевых отходов теперь стали попадать отходы, которые раньше считались производственными.
Таблица 10.7
Структура твердых бытовых отходов в сша в 1988 году
Категория |
Доля, % |
Бумага, картон |
36 |
Упаковочные отходы |
20 |
Пищевые отходы |
9 |
Металлы |
9 |
Стекло |
8 |
Пластмассы |
7 |
Древесина |
4 |
Резина, кожа |
3 |
Ткани |
2 |
Прочие |
2 |
Наибольшее количество твердых бытовых отходов в расчете на одного человека приходится на США. Это количество в 2 – 5 раз превышает среднюю норму для других высокоразвитых стран. Приближаются к США по этому показателю Австралия, Новая Зеландия и Канада. Подсчитано, что выбрасываемого и не утилизируемого затем алюминия в США достаточно, чтобы заново создавать весь воздушный флот страны каждые три месяца, железа и стали – для бесперебойного снабжения всей автомобилестроительной промышленности, а древесины – для отопления 5 миллионов домов в течение 200 лет. "Общество потребления" в настоящее время, увы, неизбежно становится и "обществом загрязнения": даже когда команда альпинистов достигла вершины горы Мак-Кинли на Аляске (самая высокая точка Северной Америки), она нашла там груду недоеденных продуктов, оберточную фольгу, полиэтиленовые пакеты и другой мусор, оставленные предыдущими группами альпинистов.
Проблема отходов по-разному решается в разных странах, однако можно выделить некоторые главные принципы решения этой проблемы. В 1990 году страны Европейского сообщества приняли "Стратегию обращения с отходами", базирующуюся на следующих основных положениях:
использовать все возможное, чтобы предотвращать образование отходов;
все полезное в отходах должно быть использовано вторично;
то, что нельзя использовать как сырье, следует либо сжечь (при строгом контроле над этим процессом), либо захоронить (сделав это экологически грамотно).
В некоторых странах (Дания, Нидерланды, Германия) эти принципы нашли отражение в природоохранном законодательстве, в других странах (в том числе и неевропейских – США, Канаде) положены в основу практической деятельности. Перечисленные принципы согласуются также с концепцией устойчивого развития общества, согласно которой действия, представляющие угрозу будущим поколениям, неправомерны и должны исключаться.
Наибольшее распространение получили три способа ликвидации мусора: устройство специально оборудованных свалок, компостирование мусора и утилизация (переработка) на мусороперерабатывающих заводах (таблица 10.8).
Таблица 10.8