M04025

2

УДК 504 Осаул Л.П. Коспект лекцій з дисципліни «Основи загальної

екології» для студентів загально інженерних та гуманітарних спеціальностей . – Запоріжжя: ЗНТУ, 2012. – 325с.

Рецензенти: О.В. Мазулін, професор, д.фарм.н. Т.В. Момон, доцент, к.хім.н.

Відповідальний за випуск: Л.П. Осаул, доцент, к.т.н.

Затверджено на засіданні кафедри хімії та екології Протокол №10

Від «27» 06 2012 р.

Рекомендовано до видання НМО як конспект лекцій з дисципліни «Основи загальної екології» на засіданні кафедри хімії і екології.

Протокол № 10 від 27. 06. 2012.

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

3

ЗМІСТ

1. Лекція 1. Задачі сучасної екології та можливі шляхи їх розв’язання …………………………………………………………....…6

1.1 Еволюція взаємовідносин людини та природного середовища………………………………………………………………...6

1.2 Поняття екологічної кризи. Екологічний стан в Україні…………………………………………………………………….15

1.3Глобальні екологічні проблеми сучасності. Ознаки глобальних проблем …………………………………………………………………16

1.4Вплив оточуючого середовища і його змін на здоров’я

населення…………………………………………………………………25

1.5Нетрадиційні джерела енергії …………………………………33

1.6Екстремальна дія на біосферу………………………………….. 35

1.7Природоохоронна діяльність ………………………………… 37

1.8Резюме …………………………………………………………….49

1.9Контрольні запитання ………………………………………….50

1.10Тести ……………………………………………………………50

2.Лекція 2. Біосфера та ноосфера……………………………………52

2.1Вчення В.І. Вернадського про біосферу ………………………52

2.2Жива речовина біосфери, властивості та функції …………….54

2.3Поняття ноосфери ……………………………………………….61

2.4Біологічне різноманіття як підґрунтя стабільності біосфери…69

2.5Біорізноманітність як найважливіша умова стійкості природних систем……………………………………………………………………..70

2.6Резюме……………………………………………………………..71

2.7Контрольні запитання …………………………………………..72

2.8Тести………………………………………………………………72

3.Лекція 3. Люди та їхні потреби. Природні ресурси ……………..75

3.1Людина як вид …………………………………………………..75

3.2Потреби людини ………………………………………………..79

3.3Світовий демографічний вибух, причини та масштаб ………83

3.4Стан людності світу і прогнози на майбутнє ………………….84

3.5 Регулювання зростання чисельності населення ……………..86

3.6Демографічні проблеми України ………………………………89

3.7Ресурси біосфери і потреби людства ………………………….93

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

4

3.8Закони природи і популяція людей ……………………………95

3.9Людина та екосистеми …………………………………………98

3.10Індустріально-міські екосистеми …………………………….101

3.11Забруднення оточуючого середовища і здоров’я людини….104

3.12Стратегічні парадигми сталого розвитку…………………….112

3.13Резюме…………………………………………………………..115

3.14Тести.……………………………………………………………115

4.Лекція 4.Атмосфера ……………………………………………….117

4.1Склад і будова атмосфери ……………………………………. 117

4.2Роль атмосфери у формуванні клімату на Землі ……………..125

4.3Глобальні проблеми атмосфери ………………………………131

4.4. Забруднення атмосферного повітря. Здатність атмосфери до самоочищення …………………………………………………………137

4.5Техногенний вплив на атмосферу …………………………….141

4.6Захист атмосфери ,………………………………………………142

4.7Способи очищення газових викидів промислових

підприємств …………………………………………………………150

4.8Збитки від забруднення атмосфери ………………………….158

4.9Санітарні вимоги до стану атмосфери ………………………159

4.10Вплив забрудненої атмосфери на здоров’я людини ……….160

4.11Резюме ………………………………………………………….163

4.12Завдання для самостійної роботи…………………………….164

4.13Тести…………………………………………………………….164

5.Лекція 5. Літосфера. Соціоекологічні проблеми літосфери …166

5.1Літосфера – тверда оболонка Землі …………………………..166

5.2Агроекосистеми…………………………………………………168

5.3Грунт як компонент біосфери …………………………………169

5.4Причини втрати грунтів ………………………………………..171

5.5Основні забрудники грунтів……………………………………182

5.6Рекультивація земель ………………………………………….198

5.7Сучасний стан грунтів України та шляхи його поліпшення…205

5.8Земельні стосунки: закордонний досвід регулювання………..213

5.9Резюме …………………………………………………………..216

5.10Контрольні запитання ………………………………………..217 5.11Тести …………………………………………………………….217

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

5

6.Лекція 6.Гідросфера Землі ………………………………………219

6.1Водні ресурси Землі. Склад і показники якості. Колооберти води…………………………………………………………………..219

6.2Підземні води. Підземні води України. Колодязна, джерельна

та дощова вода………………………………………………………….221

6.3Роль води у формуванні рельєфу та клімату планети……….227

6.4Глобальні проблеми гідросфери: кислотні дощі,

закислення водойм та забруднення водних джерел……………..229

6.5Водний баланс…………………………………………………..229

6.6Водокористування та водоспоживання……………………….230

6.7 Утворення стічних вод у виробництві та побут і……………235

6.8Дампінг …………………………………………………………238

6.9Ступінь екологічної безпеки ………………………………….238

6.10Фактори самоочищення природних водойм ……………….240

6.11Контроль якості води ………………………………………..241

6.12Охорона вод …………………………………………………..245

6.13Способи очищення стічних вод ……………………………..247

6.14Відновлення води на місцевих заводах екологічної

обробки ……………………………………………………………..251

6.15Екологічна оцінка очищення промислових стічних вод …..252

6.16Використання осадів стічних вод та активного мула ……..253

6.17Сталий розвиток і вода……………………………………….254

6.18Водні ресурси України. Забруднення природних вод

України……………………………………………………………….254

6.19Вода – еліксир здоров’я ……………………………………..257

6.20Резюме…………………………………………………………..261

6.21Запитання і завдання для самостійної роботи………………262

6.22Тести…………………………………………………………….262

7. Лекція 7. Техносфера …………………………………………266

7.1.Техносфера як частина біосфери …………………………….266

7.2.Особливі види впливу техносфери на біосферу.

Екстремальний вплив на біосферу…………………………………271

7.2.1.Шумове забруднення…………………………………………275

7.2.2.Вплив підприємства на оточуюче середовище.

Екологічний паспорт ….……………………………………………280 7.3. Екологічний захист та охорона довкілля. Збитки від

забруднення відходами виробництва…………………………………288

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

6

7.3.1.Заповідна справа та її стан в Україн і ………………..……..294

7.3.2.Закордонний досвід управління природоохоронною діяльністю …………………………………………………………..…..302

7.4. Резюме…………………………………………………………..304 7.5. Контрольні запитання………………………………………….305

7.6. Тести…………………………………………………………….305

7.7. Глосарій ………………………………………………………308

Рекомендована література …………………………………………326

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

7

1 Лекція 1. Задачі сучасної екології та можливі шляхи їх розв’язання

1.1 Еволюція взаємин людина – природа.

Залучивши до наукової термінології поняття «екологія», видатний німецький біолог Ернст Геккель писав у «Всеобщей морфологии организмов» (1866 р.): « Під екологією ми розуміємо суму знань, що стосуються економіки природи: вивчення всіх стосунків тваринного з органічними та неорганічними компонентами середовища». Тобто, екологія – це наука, що вивчає всі складні взаємовідносини та взаємозв’язки в природі як умови боротьби за існування (Дарвін).

За останні десятиліття, коли виникла загроза глобальної екологічної кризи, швидко розширилося поняття «екологія». Вона увібрала проблеми оточуючого середовища, проникла у суміжні з біологією дисципліни – до наук про Землю та агробіологію і медицину, до різних інженерних галузей, ставить нові вимоги до інформатики та обчислювальної техніки, знайшла застосування поза межами природничих наук – у економіці, політиці, соціоекології, етиці, праві.

У науковій і навчальній літературі останнього десятиліття можна знайти понад десяток визначень екології як науки, як навчальної дисципліни, але далеко не всі з них відображають її сучасну сутність і значення.

Визначення екології сучасними провідними вченими з новим баченням її ролі і завдань:

М.Реймерс (1992): «Современная экология — новый раздел знания, наука о выживании в окружающей среде, фундаментальная основа для природоохранного й средоохранного знания... Для зкологии характерен широкий, системний межотраслевой взгляд, она из строго биологической науки превратилась в значительньїй цикл знания, вобрав в себя разделы географии, геологии, химии, физики, социологии, теории культа».

Т.Акимова, В.Хаскін (1998): "Экология — междисциплинарная область знания об устройстве и функционировании многоуровневых систем в природе й обществе в их взаимосвязи. Основные разделы

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

8

современной экологии: общая, биоэкология, экология человека, социальная, прикладная экология".

В.Корміліцин та ін. (1997): "Современная экология изучает взаимосвязи между растительными й животными сообществами и окружающей средой, а также взаимодействия человека и биосферы, общественного производства с окружающей его природной средой и другие проблемы".

Н.Воронков (1999): "Современную экологию можно рассматривать как науку, занимающуюся изучением взаимоотношений организмов, в том числе и человека, со средой, определением масштабов й допустимых пределов воздействия человеческого общества на среду, возможностей уменьшения зтих воздействий или их полной нейтрализации. В стратегическом плане — зто наука о выживании человечества й выходе из зкологического кризиса, который приобрел глобальные масштабы".

Ю.Одум (1975, 1980, 1986): 1. "Экология — биология окружающей среды".

2."Экология — междисциплинарная область знания об устройстве й функционировании многоуровневых систем в природе и обществе в их взаимосвязи".

3."Сегодня экология сформировалась в принципиально новую интегральную дисциплину, которая связывает физические и биологические явления и создает мост между естественными и общественными науками".

О.Яблоков (1990): "Экология в широком понимании обьединяет

всебе десятки научных направлений, хотя, к сожалению, в наше время еще не имеется так необходимых экологов-профессионалов широкого профиля. Эта ситуация крайне опасна: она ведет к серьезным экономическим потерям и социальному ущербу. Экологи высшей квалификации все еще разьединены".

М.Лємєшев (1998): "Для преодоления кризиса и успешного решения возникших зкологических проблем необходим переход к новой идеологии, к экологизации экономики и производства... Нужна новая система знаний, построенная на единой теоретической основе й выходящая за традиционные рамки биологической экологии".

К.Петров (1997): "Экология — не только система наук, а нечто необозримо большее — зто мировоззрение. Ученые всех специальностей должны сделать вклад в разумение нашего ойкоса".

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

9

В.Данилов-Данильян (1998): "Экология — более чем научная дисциплина, она представляет собой проблемно ориентированную систему научных знаний. Экология очень молода и пока составляющие ее блоки не всегда безупречно сплочены... Ориентация на экономику — одна из важнейших задач как для теоретической, так и для прикладной экологии, поскольку экологизация производства и потребления, всей зкономической системы — обязательное условие успешного решения зкологических проблем, предотвращения экологической катастрофы".

М.Моісєєв (1995): "Перед человечеством во весь рост поднимается проблема выживания — центральная проблема современной науки. Дисциплина, которая ее изучает, и носит название экология".

К.Ситник (1997): "Экология — недавно одна из биологических наук... стала междисциплинарной наукой, проблемы которой приобрели глобальный характер..."

Сучасна екологія – це комплекс дисциплін. Базовою є загальна екологія, котра вивчає основні закономірності стосунків організмів з умовами середовища. Окрема галузь – прикладна екологія, що вивчає механізми руйнування біосфери людиною та способи запобігання цьому процесу, розробляє принципи раціонального природокористування. Вона спирається на систему законів, принципів та правил загальної екології і природокористування.

З прикладної екології виокремлюються наукові спрямування: біосферна екологія, агроекологія, промислова екологія, медична екологія, економічна екологія, юридична, математична (моделює екологічні процеси).

Ключовим об’єктом вивчення екології є біосфера. Екологічний погляд на світ ґрунтується на уявленні, що кожна жива істота оточена множиною чинників, що впливають на неї і утворюють в комплексі її місце мешкання – біотоп. Організми, що у певному біотопі мешкають

– біоценоз, а разом вони створюють екосистему. Основними компонентами екосистеми є неживе (абіотичне) середовище (вода, мінеральні речовини, гази, органічні речовини, гумус); біотичні компоненти: продуценти, консументи, редуценти; продуценти (виробники) – зелені рослини та деякі водорості; консументи (споживачі) – ті, що використовують тільки рослинну продукцію, консументи першого порядку, а ті, що споживають м'ясо – консументи

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

10

другого порядку; редуценти (деструктори) – розкладають мертві органічні речовини до мінеральних.

Людина завжди залежала від природи, її стосунки від обожнювання до хижацького споживання змінювалися багаторазово. Однак наші предки – орачі й сіячі, особливу увагу приділяли тому, що допомагало чи перешкоджало їм у веденні землеробства, які рослини могли зіпсувати тварин, або й отруїти. На Україні, біля села Трипілля археологи знайшли залишки людського селища, що було тут близько 7 тисяч літ тому. Вже тоді люди багато знали про зміни пір року, вплив Місяця на розвиток рослин, властивості води, про провісників грізних природних явищ, лікувальні властивості рослин і тварин. Дуже важливу роль відігравали синоптичні спостереження за поведінкою деяких рослин та тварин. Навіть виділилася купка рослин – синоптиків. Наприклад, перед негодою квіти кульбаби, нечуй-вітру волохатого, козельців закриваються. Якщо водяна лілія не піднімається з води, буде тривала злива, або похолодання. Рожа (мальва) перед дощем закриває квіти. Якщо із зламаного стебла хвоща польового виходить краплинка соку, можна сподіватися на дощ. За різними прикметами, пов’язаними з рослинами, визначали строки польових робіт. Однією з основних властивостей живої природи є ритмічність, циклічність фізіологічних процесів. Є рослини – індикатори, котрі можуть вказувати на ті чи інші умови, властивості, також екологічні. Наприклад, лишайники: дуже невибагливі до умов зростання, вони дуже чутливі до забруднення повітря SO2. За допомогою певних видів рослин відшукують підземні води та глибину їх залягання. Рослини можуть використовуватися геологами в пошуку корисних копалин. Рослини – фітоіндикатори – можуть вказувати на якісь конкретні умови (вміст кальцію) або супутні ( астрагал накопичує селен, а селен – супутник урану).

Друїди спілкувалися з рослинами, але тільки в наш час з’явилися прямі докази можливостей рослин «співчувати» та відчувати чужу біду, здатність запам’ятовування та довготривалої пам’яті. Американський спеціаліст по детекторах брехні Клів Бакстер, вирішив перевірити, що станеться, якщо закріпити датчики детектора брехні на квітці на підвіконні у лабораторії. Кілька днів квітка «мовчала». Але одного дня під час обідньої перерви поруч з квіткою, на якій були датчики, хтось опустив у киплячу воду куряче яйце. Тієї ж миті самописець викреслив шпиль, рослина відгукнулася на загибель

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com