
- •Лекции по дисциплине «экология» для студентов инженерного факультета
- •Тема 1 биосфера
- •1. Биосфера как область существования живого вещества
- •2. Ноосфера – современная стадия развития биосферы
- •3. Круговорот веществ в биосфере
- •4. Наиболее важные пути обмена веществ в биосфере
- •5. Интенсивность круговорота биогенных веществ в различных экосистемах
- •Тема 2 понятие о биоценозе и экосистеме
- •1 Биоценоз
- •3. Экосистема
- •Количество энергии, передаваемой по цепи питания от низших звеньев к высшим
- •4. Продуктивность экосистемы
- •5. Измерение первичной продуктивности.
- •6. Устойчивость экосистем
- •Вопросы по теме
- •Тема 3 экология популяций
- •Популяция как элементарная единица эволюционного процесса
- •Элементарные факторы эволюции
- •3. Основные формы естественного отбора
- •4. Специфические свойства популяции как групповых объединений
- •Структура популяций
- •6. Популяционный ареал и пространственная структура
- •7. Численность и плотность особей в популяции
- •8. Динамика популяции
- •9. Возрастной состав популяции
- •10. Половой состав популяции
- •Использованная литература
- •Тема 4 развитие и эволюция экосистем
- •Тема 5 глобальные экологические проблемы
- •1. Комплексные глобальные экологические проблемы
- •2. Природные источники загрязнения среды обитания
- •Основные природные источники загрязнения окружающей среды
- •3. Загрязнение среды в результате действия техногенных факторов
- •4. Антропогенные источники воздействия на окружающую среду
- •5. Наука, технология и окружающая среда
- •Тема 6 экологические риски
- •1. Антропогенные катастрофы - причина экологических рисков
- •3. Промышленный (аварийный) риск как составляющая экологического риска
- •4. Управление качеством окружающей среды как основа экологического благополучия
- •5. Экологический мониторинг
- •6. Биосферный мониторинг
- •7. Использование данных экологического мониторинга в управлении качеством окружающей среды
- •8. Нормирование качества окружающей среды
- •8.1. Качество атмосферного воздуха.
- •Предельно допустимые концентрации некоторых веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов
- •Содержание вредных химических веществ, поступающих и образующихся в воде в процессе ее обработки в системе водоснабжения (ВасильеваЕ.А. И др., 1997)
- •Предельно допустимые концентрации вредных веществ в водоемах 1-ой категории
- •8.4. Нормирование качества продуктов питания.
- •Предельно допустимые концентрации диоксинов в некоторых пищевых продуктах (Васильева е.А. И др., 1997)
- •ПдКпр токсичных металлов для пива и минеральной воды по СанПиН 2.3.2.560-96
- •8.5. Нормирование в области радиационной безопасности.
- •Пдк некоторых радиоактивных веществ в питьевой воде (по Кавтарадзе д.Н. И др., 1993)
- •Тема 10 Основные понятия и принципы инженерной экологии
- •1. Основные понятия и принципы инженерной экологии
- •2. Экологическое равновесие в природно-технических геосистемах
- •3. Экологическая паспортизация объектов и технологий
- •4. Порядок экологической паспортизации объектов
- •Использованная литература
- •Тема 11 эколого-экономические проблемы промышленных отраслей
- •1. Антропогенные воздействия, связанные с производственной сферой
Тема 5 глобальные экологические проблемы
1. Комплексные глобальные экологические проблемы
В наше время каждый житель планеты представляет себе всю серьезность существующих экологических проблем. Одни проблемы носят локальный характер, другие — оказывают влияние на жизнь региона или Земли в целом. Выдающийся русский ученый В. И. Вернадский писал, что «наука и техника превратили деятельность человека в особую геологическую силу, преобразовавшую всю поверхность Земли и существенно повлиявшую на биосферу. Изменилась структура и характер общественных процессов, весь образ жизни человека». Сейчас человечество находится на той стадии своего существования, когда из-за нескольких неверных шагов или принятых решений вся существующая цивилизация может задохнуться от результатов своей же деятельности.
Каждая из глобальных (т.е. влияющих на всю планету) экологических проблем — комплексная, одна влияет на другую или на несколько других. Зачастую невозможно точно определить, та или иная проблема является причиной или следствием других. Численность населения Земли растет экспоненциально, и постоянное увеличения числа людей ведет к непрерывному возрастанию производства пищи и энергии, использования природных ресурсов и росту воздействия на биосферу Земли.
Одна из наиболее серьезных проблем — изменение климата. Главные ее причины — накопление в атмосфере парниковых газов (в первую очередь диоксида углерода С02, метана СН4, тропосферного озона О3, закиси азота N2O, фреонов и некоторых других газов). Изменение климата может привести к серьезным последствиям: деградации земель в ряде регионов; потерям урожая; увеличению частоты и интенсивности ураганов и бурь, опасности сильных паводков и засух; таянию части ледников: повышению уровня моря и изменению количества осадков; сокращению продуктивности Мирового океана.
С середины 1980-х гг. началось активное изучение проблемы истощения озонового слоя. Все живое на Земле защищено от жесткого ультрафиолетового излучения слоем озона в стратосфере. Увеличение проникновения ультрафиолетовых лучей ослабляет иммунитет человека, более 2/3 видов сельскохозяйственных культур страдают от повышения ультрафиолета, в океанах он убивает планктон — основу пищевых цепей. Озоновая «дыра» над Антарктидой захватывает все большие площади Южного полушария, появились озоновые «дыры» в Арктике, наблюдается регулярное снижение содержания озона над средними северными и южными широтами. Основные вещества, способствующие разрушению озонового слоя, — хлорфторуглероды, используемые в холодильниках и аэрозольных товарах. На уменьшение озонового слоя влияют также разложение минеральных удобрений, полеты ракет и сверхзвуковых самолетов, ядерные взрывы.
Наибольшее загрязнение морских экосистем происходит из-за нефти в результате аварий танкеров, широких нефтедобывающих работ на шельфе, аварий на нефтепроводах. В Мировой океан со стоком рек, ливневыми стоками, аэрозолями и другим путем попадает большое количество загрязняющих веществ.
Природные воды суши во многих регионах загрязнены разнообразными химическими соединениями, попадающими с удобрениями, пестицидами, канализационными и промышленными стоками. Растет бактериальное и тепловое загрязнение вод. В реках и озерах погибают многие виды животных и растений.
Грунтовые воды, обычно обладающие прекрасным качеством и без всякой очистки удовлетворяющие требованиям стандартов по питьевой воде, загрязняются вредными химическими веществами свалок, подземных резервуаров и трубопроводов, пестицидами, удобрениями и др.
Кислотные осадки формируются из-за попадания в атмосферу соединений серы и азота, основные источники которых — промышленность и транспорт. Кислотные осадки приводят к ухудшению качества вод и, следовательно, гибели обитателей водоемов. Они вызывают деградацию лесов, значительно снижают устойчивость деревьев к вредителям и болезням, увеличивают выщелачивание биогенов в почвах, что ведет к снижению плодородия. Также они опасны для здоровья человека и негативно влияют на сохранность памятников архитектуры.
Почвенный покров планеты постоянно подвергается опасности. Самое разрушительное влияние на почву оказывает эрозия, причины которой — распашка и культивация, перевыпас и сведение лесов, засоление почв при орошении. За последние 50 лет скорость эрозии возросла по сравнению со среднеисторической в 30 раз. В результате эрозии земля может терять плодородие до тех пор, пока не превратится в пустыню. В наши дни 110 стран имеют риск опустынивания.
Сокращение площадей, занятых лесами. Почти половина лесов, некогда покрывавших Землю, исчезла. Только за 15 лет, с 1980 по 1995 г., были утрачены по меньшей мере 200 млн га леса, что по площади превосходит территорию Мексики. Леса некогда занимали более половины территории суши, в настоящее время они покрывают 51,2 млн км2 (37%). Ухудшились и качественный состав лесов, и продуктивность лесных насаждений. Значительно истощены запасы древесины наиболее ценных пород, исчезли или находятся под угрозой вымирания в связи с разрушением лесов и изменением их структуры тысячи видов животных и растений. Леса сводятся по трем основным причинам: освоение новых территорий под сельскохозяйственные культуры и пастбища; получение древесины для строительства, деревообрабатывающей и бумажной промышленности; получение топлива для приготовления пищи и обогрева. На состояние лесов на Земле также влияют: инвазия экзотических видов деревьев, вспышки численности насекомых-вредителей, лесные пожары, загрязнение окружающей среды, изменение климата, а также добыча полезных ископаемых, строительство и рекреационная нагрузка.
Лесные пожары ежегодно охватывают громадные территории на всех континентах (до 10 млн га/год и более). Уничтожая ресурсы древесины, животный мир, пожары к тому же увеличивают эмиссию углекислого газа в атмосферу. В северных районах восстановление лесов на гарях естественным путем затягивается на десятилетия, а на части площадей лес не восстанавливается вообще. В тропических странах гари зарастают вторичной лесной растительностью, если не перейдут в другие категории земель под воздействием антропогенной деятельности.
Атмосфера Земли загрязнена огромным количеством продуктов человеческой деятельности — промышленности, автотранспорта и коммунально-бытового хозяйства. Наиболее распространенные загрязнители воздуха: взвешенные частицы; летучие органические соединения; оксиды углерода, серы, азота; тропосферный озон; свинец и другие тяжелые металлы. В некоторых городах загрязнение воздуха достигает такого высокого уровня, что заметно повышается смертность (например, в Лондоне, Нью-Йорке).
Снижение биоразнообразия. Исчезновение видов живых организмов — естественная часть эволюции. Однако в XX в. темпы исчезновения ускорились по меньшей мере до 1000 видов в год. Кумулятивный эффект человеческой деятельности на Земле очевиден не только при уменьшении числа отдельных видов, но и при усилении состояния разобщенности и деградации целых экосистем и ландшафтов.
Использование пестицидов в сельском хозяйстве может привести к появлению неразрешимых проблем: загрязнению грунтовых вод, негативному влиянию на здоровье человека, гибели некоторых зерновых культур. привыканию вредителей к пестициду.
Дефицит энергоресурсов. С постоянным повышением необходимого количества энергии в связи с улучшением условий жизни людей, развитием транспорта и промышленности проявляется нехватка существующих энергетических ресурсов. До сих пор добыча и дальнейшее использование традиционных энергоносителей остаются очень опасными в экологическом плане. А после аварии на Чернобыльской АЭС перспективы развития ядерной энергетики с малоотходным производством и минимальным количеством выбросов выглядят уже не так обнадеживающе.