Конспект лекций

Экология, лекция 1

Экология и природопользование

Бабич Станислав Леонидович

Тема 1: Экологические и ресурсные проблемы второй половины 20-ого столетия

Три группы стран:

1. Экономически развитые страны - страны первой группы - "страны капитализма". Лидеры - США, страны западной Европы, Япония. Рыночный тип экономики.

2. Страны с переходной экономикой, страны второго мира. Переход от централизованной экономики к рыночной.

Китай - вторая мировая держава. В Китае строится социализм и коммунизм.

3. Страны третьего мира – страны с неопределённым типом экономики, с низким уровнем экономического и социального развития.

После 2-ой мировой страны Европы разрушены. США вышли из второй мировой ещё более сильными. Страны западной Европы переживают тяжёлую ситуацию. План Маршала - план восстановления экономики Западной Европы. В конце 40 - начале 50х идёт бурное восстановление, ресурсы вывозятся из колоний. Капитал используется в основном американский, трудовых ресурсов достаточно (из-за безработицы). В результате плана Маршала в начале 50х годов объёмы производства заметно превышены. В Соединённых Штатах - также бурный экономический рост. Экономика Европы также была разрушена, Европа оккупирована США. Туда начал внедрятся американский капитал.

В середине 50х годов экономическая ситуация превышала довоенную. К концу 50х годов складывается непростая экологическая ситуация. Господствовало мнение, что природная среда может обеспечить все необходимые потребности в ресурсах, практически никто не обращает внимание на состояние окружающей среды. Только к началу 60х впервые цивилизация начинает задумываться о том, что что-то не так. Вопрос о трансграничном переносе загрязняющих веществ. Негативные последствия загрязнения Рурского бассейна Германии (юго-запад Германии). В этом регионе были сосредоточены горнодобывающая промышленность, теплоэнергетика и т.д. - виды деятельности, выбрасывающие огромное количество загрязняющих веществ в атмосферу. Окислы серы: SOx, NOx, COx + Н20 — ph Образуются кислотные дожди - серьёзная проблема Западной Европы. Производственные загрязнения производят одни регионы, а страдают и они и другие. Сточные воды, содержащие отходы промышленного производства, впадали в Северное море. Течение становилось медленным, загрязнения оседали - в основном в Нидерландах,

По оценкам специалистов, в Германии 60% лесов погибло от кислотных дождей. Серьёзно страдали здания и сооружения из-за повышенной кислотности -здания из известняка разрушались. Большинство доисторических памятников подверглись опасности. Появлялись аппараты, в которых можно было подышать свежим воздухом.

Смог - воздушная масса, зависающая над городом. Лондонский смог - туманы, впитывающие загрязняющие вещества - тяжёлые металлы, остатки топлива и т.д. Десятки смертей от смога. Лос-анджелесский смог - холодная масса зависает над тёплой, и теплая масса не уходит из города. Санкт-Петербург продувается воздухом из Атлантики и из района Северо-востока России. "Невский сквозняк". В позапрошлом году горели торфяники, ветер молчал -было безветрие.

В США Великие американские озёра превратились в сточные канавы, т.к. промышленные центры сбрасывали отходы в их воду. К началу 60х рыбных ресурсов в озёрах не осталось Практически ни одной чистой реки не осталось в Западной Европе. В японском городе Миномата был построен промышленный комбинат, и через 3-4 года появились странные больные, заболевание которых напоминало радиоактивное облучение. При проведении исследований оказалось, что было отравление окислами ртути. Окислы ртути отравляли рыбу и морепродукты, люди их ели - и умирали. Биоаккумуляция. Болезнь отравления ртутью получила название Миномата.

Экология, лекция 2

Период Исторический Человек Тип общественного Социально-времени этап хозяйства экономическая форма от 600 тыс Палеолит Палеоантроп Присваивающее - Первобытнообщинный лет до 10 (Каменный век) (неандертальцы охота, собирательство «рой тысяч лет и кроманьонцы рыболовство назад Продукты от природы Глобальнее похолодание - оседлость - локальные экологические кризисы - переприсвоение. От 10 Heолит Неоантроп Преобладает Рабовладельческий тысяч лет (Новокаменный производящее Феодальный назад до век хозяйство Капитализм и Социализм нашего Расширенное времени воспроизводство природных процессов |

Исторические этапы развития отношений человека и природы

Пусть 1 год это возраст Земли Тогда 0,5 года - существование органической жизни, когда оно становится заметным Мелкая доля секунды существование человека разумного, прямоходящего

Эта доля секунды имеет 600000 летнюю историю

Представши историю человечества как линию длиной 60 км Практически на всей этой линии человек жил в гармонии с природой, но в последние десять сантиметров начинается конфликт

человека с природой

Мы - потомки кроманьонцев Появление огня и очага приводит к оседлости Усовершенствование

специализированных орудий труда Хозяйство становится более

эффективным Кочевой тип переходит к радиальному - люди используют природу недалеко от дома Возникают первые локальные экологические кризисы переприсвоение

В Неолите появляются города- гос\дарства - центры сосредоточения науки, культуры и торговли Все еще преобладало натуральное хозяйство Начинается феодальный строй, начинается производство орудий труда Города становятся промышленными -нагнетание глобального экономического кризиса

Каково наше будущее'? Вернадский работал в Москве, написал труды о ноосфере Он считал, что мы единственные способны попять

гармонию, уравновешенность природы Численность человека колеблется, но численность животных относительно постоянна Развитые страны страдают от депопуляции В развивающихся странах население стремительно растет С ростом населения растут и потребности в природных ресурсах, а их ограниченное

количество С одной стороны мы возвращаем свои потребности и удовлетворяем их более эффективно, а с другой стороны сами роем себе яму

Характеристика современной ситуации взаимоотношений

ситуации человека и природы:

Исчерпание природных ресурсов при развитии общества.

За 10 лет запасы урановой руды сократились в 2 раза Что же будет дальше? Человек создает заменители природных ресурсов, повышает КПД использования природных ресурсов

Экология, лекция з

II. Разрушение равновесия природных систем, разрушение природных круговоротов:

1) Человек вносит в природу вещества ей чуждые. не встраивающиеся в круговороты природы

Например, полиэтилен не разлагается выброшенный мешок разлагается до 1000 лет

2) Человек вносит в природу вещества, но в гораздо больших количествах

3) Человек изымает из природы вещества, необходимые ей для замыкания природных круговоротов

4) Человек перераспределяет природные вещества по телу планеты, это нарушает природную гармонию Перемещаются как неживые, так и живые формы

5) Человек создает искусственные прослойки между

искусственными средами, которые разрывают естественные круговороты, например, асфальт

Факторы, способствующие этой ситуации:

1. Индустриализация

2. Урбанизация

3. Развитие транспорта

4} Химизация сельского хозяйства

5) Развитие рекреационно-туристической

деятельности

Режимы и схемы природопользования

Природопользование общественное

хозяйство, так как его функция преобразование природных ресурсов и знаний, накопленных в обществе в удовлетворенные общественные

потребности (УОП)

Режимы природопользования

1 Хищнический, или ковбойский режим объем изымаемых ежегодно природных ресурсов больше, чем объем

восстанавливаемых природой п

человеком В результате хищнического режима запас природных ресурсов неизбежно сокращается

2 Равновесный режим природопользования - сколько изымаем, столько и возобновляем Запас природных ресурсов не изменяется

3 Щадящий - изъятие меньше объема возобновления, при этом запас природных ресурсов увеличивается

Схемы

природопользования и их количественный анализ

I. Схема природопользования открытая с отходами

R запас природных ресурсов

X -объем

Z объем отходов производства и

потребления

a, b скорости преобразования одного в

другое (управляемый параметр)

Каковы бы ни были скорости а и b, в конце концов ресурс закончится и превратится в отходы

Система имеет единственное решение,

неизвестных меньше числа уравнении Решением является не число, а функциональная зависимость

переменных от параметров а и b.

Эти переменные в сумме дают 1 Решаем систему в новых переменных способом интегрирования Изобразим решения графически

По виду функциональных зависимостей можно судить, что в условиях схемы 1 объем переменных до какого то времени будет увеличиваться, а потом понижается

II. Замкнутая схема с отходами

Эта схема имеет стационарное решение. Начиная с некоторого момента переменные не меняются во времени выходят на стационарный режим

Естественно переменные а и b выбирается счачала и не меняются Важно, что бы стационарное было больше либо равно У критического Стремиться к удовлетворению этого соотношения можно через управпение скоростями Альфа Бета и Гамма Однако какая то часть природного вещества будет находиться в качественной стадии отходов

III. Безотходная схема

Эта схема реализуема через производственное комбинирование

Экология, лекция 4

Страны первого мира от конца 50 до начала 70х годов переживают ситуацию глобального экологического кризиса Ряд серьёзных проблем 60х годов связан с "Зеленой революцией* 60е годы годы максимального прироста населения График прироста населения на планете [График]

На 5 миллиардов мы вышли в 80е годы, сейчас уже стремимся к шести

Прирост населения скорее всего связан с успехами в медицине, которые позволили уменьшить детскую смертность, увеличить продолжительность жизни Прирост населения в основном наблюдается в развивающихся странах это стимулирует страны первого мира увеличить поток продуктов питания "Зелёная революция" внедрение индустриальных методов в сельское хозяйство Внедряются средства дпя повышения урожайности, средства борьбы с насекомыми - пестициды и гербициды Основа их - тяжелые металлы, которые очень опасны дпя окружающей среды Это привело к тому что птиц (которые на гербе США) оставалось всего 100 штук на планете В результате использования пестицидов, металлы накапливались в организме у птиц, например, утончалась скорлупа почти прекратилась рождаемость Человечество не осознавапо это, было не готово В животноводстве "зеленое хозяйство" - внедрение животноводческих и птицеводческих комплексов В США и страна западной Европы - миллионы голов птиц и животных в комплексах Такое скопление -источник биогенов

Это очень серьезно повлияло на cocтояние окружающей среды Страны третьего мира были главными потребителями этой продукции везти товары далеко, и для сохранности продуктов появились консерванты а вслед за ними - красители и другие химические вещества Только теперь, спустя более 30 лет, мы понимаем, к чему это привело в развитых странах сформировалось уже второе поколение людей испытавших влияние вредных веществ на себе Аллергии стали повсеместны Иногда аллергии проходят, иногда нет Появились люди, которые постоянно больны Стала внедряться гидропоника – выращивание растений без почвы с химическими добавками в герметичных оранжереях с повышенным содержанием углекислого газа Нельзя есть овощи голландского, немецкого, испанского и др производства помидоры перцы, огурцы Продукты стран бывшего СССР обладают гораздо большей пользой и лучшим вкусом

Экологические и ресурсные проблемы мирового океана

Страны первого мира в эти годы испытывают серьезный экономический подъем что требует большого количества ресурсов 95% ресурсов, необходимых для развития экономики Япония получает извне Западная Европе порядка 75% США обладает большим запасом ресурсов, но тоже более 50% импортируют ресурсов Все ресурсы необходимо доставлять, самый простой и выгодный способ -водные перевозки массовой грузов Нефть, Зерно, Руды металлов, минеральные удобрения - все транспортируется по воде Появляются супертанкеры, а так же специальные суда дпя перевозки отдельных видов продукции

В ряде акваторий резко возрастает количество судов, что часто приводит к авариям Огромное количество вредных ресурсов выливается во время аварий в воду

Резко возрастает вылов рыбы и других морских ресурсов В начале 60х приорететным видом ловли был прибрежный в середине 60х годов появились плавучие рыболовецкие базы Количество рыбы резко сокращается Базы перерабатывают рыбы на месте отходы выбрасывают в воду Ряд морей мирового океана оказываются электрифицированными. Начинаются "селедочные войны" в начале 60х годов у берегов Исландии конфликты на море между англичанами и исландцами К концу 70х годов мировое сообщество приходит к выводу, что в этой группе стран развивается глобальный экологический кризис Первый год- 1973 год Это время первого ресурсного нефтяного или энергетического кризиса Сокращается количество нефти, поступающей на мировой рынок Накануне нового 1973 года шах Ирана объявляет, что страны ОПЕК (страны-экспортёры нефти) повышают цены на нефть в примерно 20 раз Начался глубокий экономический кризис Без углеводородного топлива невозможна нормальная жизнь Рабочая неделя в Англии сокращается до 3 дней Прекращаются подачи электроэнергии Страны ОПЕК договариваются о квотировании Часть этих стран пошла на самоограничение Сейчас установлено что целого ряда ресурсов хватает приблизительно на 50 лет 1974 год - медный кризис, страны экспортеры меди так же повысили цены в 4 раза

Экологические проблемы стран второго мира в 20 веке Степень техногенного развития которое оказывало сообщество стран второго мира не столь глобальна и существенна

Экологические проблемы этих стран

1 Кузбасс (ЮЗ восточной Сибири) – сосредоточение горнодобывающей промышленности теплоэнергетика, уголь, руды металлы Наиболее опасные виды деятельности

2 Средний и южный Уpaл - те же отрасли

3 Донецко-Приднепровский район

4 Москва и Подмосковье

Все это не носит глобального характера за исключением Аральского моря и Приаралья Эта проблема сохраняется и усугубляется, а началось всё в 60е годы

Pecypcныe проблемы не коснулись стран второго мира СССР мог обеспечить ресурсами себя и своих спутников Курс рубля 70х годов - 65 копеек Мы снабжали ресурсами Финляндию а она нас -различными изделиями

После нефтяного кризиса (с середины 60х годов) Россия выходит на международный уровень продажи ресурсов, строятся газопроводы, нефтяные терминалы специальные лесные и угольные терминалы За счет этого мы обеспечивали сносный уровень жизни

Страны третьего мира

Время демографического взрыва

Экология, лекция 5

Гласная проблема стран третьего мира демографический взрыв 60х годов Страны третьего мира по большей части самые бедные, темпы прироста населении оказались на социально-экономическом уровне жизни этих стран, недостаток продуктов питания

Страны первого мира в этот момент переживали зелёную революцию, основная масса продукции "зеленой революции" первого мира пошла на продажу третьему миру Страны третьего мира развивались экстенсивным методом, путем расширения посевных площадей что привело к массовым вырубкам леса Масштабы использования лесных ресурсов в 70е годы возрастают, лесов становится существенно меньше В особенности это касается тропического пояса планеты, экваториальных и субэкваториапьных лесов Исчезновение лесов существенно сказалось на качество воздушной среды в целом на планете Увеличиваются посевные площади и пастбища что приводит к 'опустыниванию' - процессу расширения зоны пустынь на планете это в первую очередь коснулось стран третьего мира Можно сказать, что беднейшие страны мирового сообщества расположены в пустыне Сахеля Проблема опустынивания - глобальная проблема мирового сообщества

Ещё одна проблема стран третьего мира недостаток водных ресурсов, водные ресурсы тратятся на сельское хозяйство, на животноводство В странах третьего мира есть и мегаполисы - Мехико Сан-Паулу ряд городов Восточной Азии Не хватает питьевой и пресной водой Проблема сохранения водных ресурсов так же является глобальной

В странах третьего мера используются опасные, нерациональные методы добычи ресурсов В странах третьего мира проблемы мирового сообщества выражены в резкой форме В странах первого мира первыми, кто оценил проблему, были два американских профессора Деннис Медоуз и Джордж Форрестер В начале 70х годов в 1972 году выходит работа "Пределы роста' Авторы попытались смоделировать взаимоотношения между человеком производства и окружающей среды на основе математической модели Было предложено несколько путей развития планеты если человек будет продолжать эксплуатировать окружающую среду таким же образом, то наша цивилизация должна существовать до 2030 года при той же эксплуатации Предлагались и оптимистичные сценарии где рассматривались возможные изменения в использовании планеты Медоуз приезжал в СССР, выступал в Москве Другие книги тех лет - "Человечество на распутье", "Грядущее тысячелетие" Была созвана глобальная конференция ООН, где присутствуют представительства практически всех стран Решением это конференции создается специальная комиссия UNEP Ей предлагалось ценить экологическую ситуацию и дать необходимые рекомендации Гру Харлем Брундтланд стала главой этой комиссии, она сделала доклад "наше общее будущее", эту комиссию назвали комиссией Брунтланд Эта комиссия существует и сейчас, никакого веса не имеет Брунтланд - одна из лидеров мирового сообщества Сейчас развитые страны представляют собой очень красивую картину Западный Берлин (можно рассматривать как характерный пример) представлял обой территорию, окруженную берлинской стеной которая являлась мощным сооружением, которая обрабатывалась специальными химическими средствами Берлин - территория, в которой нет своих ресурсов

Экологические проблемы крупных городов

1 Проблема утилизации промышленных отходов

2 Проблема утилизации бытовых отходов

3 Проблема подготовки воды, как для промышленных, так и для питьевых целей

4 Утилизация сточных вод

5 Организация управления частотой водных объектов

6 Организация управления системой зелёных насаждений (парков скверов, лесопарков газонов)

Газоны выполняют несколько важных функций влияет на микроклимат, газон имеет другую отражательную способность, чем асфальт

7 Проблема организации управление транспортной сети города (как наземные, так и воздушные и водные)

8 Шумовое загрязнение

9 Сосредоточение на ограниченной территории

довольно большого количества людей

За 2 месяца до разрушения Берлинской стены никто не мог предпопожить об этом Там были решены почти все проблемы, появились зеленые насаждения во всех районах города В самом городе чистой воздух, и даже на асфальт можно положить продукты, и потом их есть Промышленные и бытовые отходы вывозились в Западную Германию, притом, что это очень дорого

Сейчас ситуация в Берлине не столь хороша Для сдачи бутылок были организованы специальные контейнеры, а так же для металла, бумаги и т д Какого хрена русские такие грязнули, а немцы нет"? А потому что немец раскладывает отходы по отдельным фракциям это значит, что не нужно предприятий по сортировке, а значит меньше нужно платить за это налогов В Берлине путем разделения мусора решается проблема отходов, проблема удобрений для газонов и экономическая проблема по утилизации отходов

Экология, лекция 6

Мероприятия, которые были осуществлены в 70-е годы в экономически развитых странах для выхода из экономического и ресурсного кризиса

1 Уже начиная с начала 70х годов, когда мировое сообщество в целом осознало наличие кризисов, практически во всех экономически развитых странах создаются организационные структуры, ответственные за контроль и управление природными ресурсами и эксплуатацией природной среды В США это были агентстве, в Германии -министерства, в Швеции - комитеты, но везде - на общегосударственном уровне Они должны были регулировать качество окружающей среды Складывается система платежей за эксплуатацию ресурсов и загрязнение окружающей среды, разрабатывается нормативно-правовая база Впервые тогда становится популярным принцип "Загрязнитель - платит" или 'Производитель -платит" Но таким образом платит не только производитель, но и потребитель Таким образом важный стал ответственным за окружающую среду

3 социальных группы - Власть, Производители и бизнесмены, и Население

Население хочет жить хорошо, хочет нормальную зарплату, хочет быть здоровыми, хочет иметь нормальную окружающую среду Власть хочет сохранить власть в своих руках Власти должны выполнять пожелания населения Производители хотят получить прибыль

Производителей нужно поставить в такие условия, чтобы не загрязнялась природная среда Во многих странах был найден компромисс (консенсус) Невозможно удовлетворить интересам всех Власть заставляет платить предпринимателей за загрязнения с середины 70х годов Интересный пример - "Бабл принцип" - Модель пузыря - Создание рынка акций за загрязнение Администрация штата или города с привлечением экспертов подсчитывали, сколько может выдержать без ущерба среда города или штата (К примеру, в тоннах в год) Общая сумма разделяется на определенные доли, которые образуют акции, а они продаются загрязняющим предприятиям Долго эта система не прожила, где акции - там и спекуляции Предприниматель, если хочет уменьшить эксплуатацию ресурсов, то должен идти на затраты Население может помочь предпринимателю -покупать более дорогой товар по сравнению с менее экологичным 90 % шведов покупают скорее более дорогие, но экологичные товары Так оно финансово поддерживает производителя В цену всех товаров была включена стоимость переработки (утилизации) этих продуктов В стоимость любого товара, производимого и продаваемого в США, Японии, входят стоимость утилизации, например в случае с автопокрышками

На товарах стоят залоговые стоимости - Цена продукта на прилавке может не соответствовать цене в кассе - часть денег идет на утилизацию Население готово платить больше производителям, которые соблюдают экологические нормы В начале 90х был моден бизнес привоза секонд¬хэнда в Питер Вместо платы за переработку продукты перевозились и продавались

2 Внедрение системы

экологического образования и организация пропаганды экологических знаний и экологического образа жизни Общество пришло к тому, что нужно экономить ресурсы и более разумно относится к состоянию окружающей среды в обществе царит другая ситуация ошибки прошлого больше не хотелось повторять Началось внедрение ресурсо- и энергосбрегающих технологий, не только в производстве, но и в быту Ответственность несет не только власть и производители, но и население

Природные ресурсы

Природные ресурсы делятся на исчерпаемые и неисчерпаемые

Исчерпаемые могут быть использованы таким образом, что их запасы исчерпаются Исчерпаемые подразделяются на возобновимые и невозобновимые ресурсы

Неисчерпаемые ресурсы

Неисчерпаемые - энергия Солнца, энергия ветра, гидроэнергия, гидротермальная ядерная, приливная энергия, гравитационная, энергия биомассы В западных странах выращиваются растения (например ивы) для последующего сжигания, японцы предпочитают для этого использовать водоросли В Бразилии в качестве топлива используется спирт (А если в России так же сделать, чё тогда будет?!? ) Есть автомобили, которые ездят на солнечной энергии Одно из последних разработок — гидрогенное топливо (www.bmw.com/cleanenergy) Возможно так же использования энергии температурного градиента - использование разницы температур поверхностного и глубинного слоя воды или почвы

В мировой практике неисчерпаемые ресурсы называют альтернативными традиционным ресурсам

Исчерпаемые возобновимые:

Биотические, ресурсы пресной воды, почвенные ресурсы, торф, соли

Экология, лекция 7

Нормативно-правовая база

К началу 70х годов была сформирована нормативно-правовая база которая определяла процессы контроля и управления за состоянием окружающей среды и эксплуатацией природных ресурсов В разных странах это было осуществлено разными способами, но она была почти во всех развитых странах В СССР не было проблем столь масштабного характера, но и у нас были приняты меры, возникло министерство по охране окружающей среды

Был подписан целый ряд международных документов Например, была принята конвенция о прекращении китобойного промысла и промысла дельфинов Практически все (кр Швеции и Норвегии) страны подписали эту конвенцию, так как целый ряд китов был под угрозой исчезновения Малым народам севера в России разрешался выборочный прибрежный промысел китов, который не наносит существенного урона их популяции У северных народов существуют традиции, связанных с китами Со времен викингов через острова на севере Дании проходят стада дельфинов, и все жители островов выходят на берег и убивают дельфинов сотнями и тысячами Но в целом благодаря принятым мерам популяции китов и дельфинов восстановились Были созданы комиссии, которые должны следить за биоразнообразием

Если оценить ресурсы мирового океана, выясняется, что основная часть ресурсов находится в прибрежной зоне, и самое главное, что она доступна для экономической эксплуатации 200 миль от берега в океане - самые богатые места Исландия, Канада, Великобритания и ряд других стран вводят 200-мильные зоны, зона экономической юрисдикции государства, эти воды принадлежат соответствующему государству В очень многих местах были конфликтные зоны, например Бахрейн претендовал на весь Персидский залив Сложности 200-мильной зоны до сих пор проявляются Введение 200-мильных зон сыграло важную роль в процессе регулирования эксплуатации ресурсов мирового океана Вое страны защищают экономические интересы в этих зонах, к этому относятся очень серьёзно По рыбным ресурсам началось упорядочивание, а касательно освоения шельфа - оно постепенно происходит Шельфовая зона вошла в 200-мильную Поднялись цены на энергетические ресурсы, поэтому добыча нефти со дна океанов стала выгодна, себестоимость добытой оттуда нефти оказалось сравнимой о нефтью, купленной у других стран Норвегия стала добывать нефть и газ Очень перспективными на ресурсы оказались Персидский залив, Северное море, Мексиканский залив, прибрежные воды Аляски Великобритания оказалась очень богата нефтью благодаря водным ресурсам