В современных условиях энергетические мощности в мире удваиваются каждые 12 лет, а объем промышленной продукции - каждые 15 лет

Экология включает в себя много самостоятельных разделов, принадлежащих к разным научным дисциплинам. Она динамично развивается.

Современная экология давно перестала быть только биологической наукой. В экологии удалось раскрыть законы, которые относятся не только к живой природе, но и к связям биологических, физических, химических объектов и процессов в них, с человеком и обществом. Именно эту особенность осознали государственные деятели и в 1970 г. состоялась первая экологическая конференция ООН в Стокгольме. С тех пор экология приобрела еще и политическое значение. Она стала частью мировой политики.

Для студентов специальности 7.091611

Конспект лекций по курсу

Учебное издание

Для студентов II - IV курсов спец. 7.091611

Конспект лекций по курсу

"Основы общей экологии "

/Сост. В.М. Набивач. - Днепропетровск: УГХТУ, 1998. - 127 с.

Составитель: В.М. Набивач, доктор хим. наук.

"Основы общей экологии"

"Промышленная экология и охрана окружающей среды"

Редактор Тонкошкур Л.М. Корректор Гоцуцова Л.Я.

Подписано к печати 20.07.98.

Формат 60x84 1/16. Бумага типогр. № 2. Печать офсетная. Усл. печ. л. 5,2.

Уч.-изд. л. 4,98. Тираж 100 экз. Заказ №. Бесплатно.

УГХТУ

320640, Днепропетровск, 5, пр. Гагарина, 8

Предисловие

Настоящее учебное пособие предназначено для студентов специальности 7.091611 "Промышленная экология и охрана окружающей среды", однако может быть использовано и студентами других специальностей, изучающими вопросы промышленной экологии и охраны окружающей среды. Современное производство и природопользование немыслимо без экологической оптимизации, и владеть определенной суммой знаний об устройстве и функционировании природы обязан сейчас каждый специалист, не будучи профессиональным экологом.

Курс "Основы общей экологии" преследует цели как методологического, так и специального характера. Современный инженер должен иметь достаточно ясное понимание сложных вопросов взаимодействия человеческого общества и окружающей среды. Здесь особенно важно способствовать выработке у будущего специалиста правильного научного взгляда на экологические проблемы вообще и на роль химической промышленности и неизбежной химизации народного хозяйства в этих проблемах - в частности. Взаимодействие природы и общества - совокупность тесно связанных между собой химических, физических, энергетических, информационных и других процессов. В данном учебном пособии это взаимодействие рассматривается преимущественно с позиций химии. Поэтому один из разделов пособия назван "Химия окружающей среды". Большая часть содержания остальных разделов также рассматривается сквозь призму химических наук.

Решение конкретных задач охраны окружающей среды немыслимо без знания законов существования и развития природы: в противном случае все наши усилия направляются на борьбу с последствиями, а не с причиной, породившей конфликт человека и природы. Поэтому изложение материала в пособии начинается с рассмотрения основ экологии: действие экологических факторов на организмы, динамика численности популяции, концепция экологической системы. Экосистема рассматривается как определенный уровень организации живой материи, как ее основная функциональная единица.

Рассмотрены виды антропогенного загрязнения окружающей среды и его последствия (в том числе в условиях Украины), вопросы нормирования и регламентации поступления вредных химических соединений в атмосферу, почву и воду.

Учебное издание может быть использовано для подготовки бакалавров, инженеров и магистров по охране окружающей среды.

Введение

По-гречески «экос» - «дом», «логос» - «наука». Экология – наука о доме, о месте жительства. Наука о доме, о доме для всех – для мыши и журавля, для червя и бабочки, для сосны, ландыша и человека. Дом этот очень большой: вся Земля.

Примерно сто пятьдесят лет назад экология возникла к ак раздел биологии. Именно биологи были первыми, кто стал изучать взаимосвязи между существами, их сообществами и той средой, где они обитают. Да и само слово «экология» придумал один из великих натуралистов XIX в. – немецкий биолог Эрнст Геккель.

С тех пор все больше ученых занимались изучением живых существ в их взаимосвязях между собой и с окружающим миром. Удалось открыть, а потом и четко сформулировать экологические принципы. Это очень важно, т.к. зная правила и законы существования природы, можно их использовать на благо человека. В частности, развивая промышленность, можно обеспечить людей всем необходимым, но вместе с тем и сохранить природу, помогая ей нести ту тяжелую ношу, имя которой – человечество.

Но каким образом законы экологии работают внутри живой природы и каковы взаимоотношения человека с природой?

Что можно и нужно, а чего нельзя и опасно делать в нашем большом доме под названием Земля? Это и есть предмет изучения науки «экология».

С одной стороны, экология – наука очень простая по замыслу и методам. С другой стороны она сложная, так как старается понять взаимоотношения между бесчисленными и находящимися в постоянном движении и развитии существами. Экология – предполагает наличие гармонии, которую не всегда можно проверить алгеброй. Но в любом случае экологический анализ базируется на четырех фундаментальных принципах. В афористичной форме их сформулировал американский эколог Барри Комонер в 1966 году. Эти принципы таковы:

-Все связано со всем;

- все должно куда-то деваться;

-ничто не дается даром;

-природа знает лучше.

Раскрывая связи между предметами и явлениями живой и неживой природы, между природой и человеком, экология позволяет обнаружить истинные причины происходящего. Например, уже к началу 70-х гг. XX в. выяснились очень неприятные последствия применения пестицидов – химических средств борьбы с сорняками и вредителями в сельском хозяйстве. Экологи шаг за шагом пришли к убийственному выводу: распространение пестицидов приносит гораздо большую выгоду химическим компаниям-производителям этой продукции, чем сельскому хозяйству!

Итак, о дной из серьезнейших проблем современного общества является проблема экологическая. Она возникла вследствие резко выраженного расширения сферы взаимодействия человека и природы. Научно- техническая революция ХХ века и связанные с ней масштабы производственной деятельности привели к большим позитивным изменениям в жизни человечества, но вместе с тем все четче обозначились и негативные стороны научно-технического прогресса. Они характеризуются возрастанием демографической нагрузки на природу, нарушением естественных экологических балансов в биосфере, исчезновением ряда видов животных и растений, появлением генетических аномалий.

Развитие промышленного производства и связанное с ним растущее использование природных ресурсов влияют на биогеохимический круговорот веществ в природе и на уровень ее антропогенного загрязнения.

Человек эксплуатирует более 55% суши и использует около 13 % стока речных вод. Из недр земли извлекается до 100 млрд. т руды в год. Сжигается до 7 млрд. т условного топлива. Выплавляется более 800 млн. т различных металлов, производится более 500 млн. т минеральных удобрений.

При этом ежегодный объем отходов составляет более 2 млрд. т аэрозолей и газов (без углекислоты),

700 млрд т. сточных вод.

20 млрд. т твердых отходов.

В биосферу поступает до 50 % извлеченных из недр металлов, 30% химического сырья, 67 % теплоты, вырабатываемой теплоэлектростанциями. Номенклатура продукции химической промышленности достигла огромной величины: сейчас используется свыше 500 тыс. химических соединений и ежегодно к ним прибавляется 1 - 2 тыс. новых. Из этого числа 40 тыс. обладают вредными для человека свойствами, а 12 тыс. являются токсичными.

Одним из глобальных негативных результатов научно-технической революции явилось насыщение биосферы тяжелыми металлами. Подсчитано, что за историю человеческого общества выплавлено 20 млрд. т железа. Его количество в сооружениях, машинах, транспорте и т.д. сейчас составляет около 6 млрд. т, остальное рассеяно в окружающей среде. В течение года рассеивается более 25 % годовой продукции железа. Другие вещества рассеиваются еще в большей степени. Так, рассеивание ртути и свинца достигает 80-90 % их годового производства. Примерно 30 – 40 % производимых металлических изделий ежегодно приходит в негодность в результате коррозии.

При сжигании угля в окружающую среду некоторых элементов поступает больше, чем добывается из недр. В частности, молибдена ‑ в 3 раза, мышьяка ‑ в 7, урана, титана ‑ в 10, алюминия, йода, кобальта ‑ в 15, ртути ‑ в 50, ванадия, стронция, циркония ‑ в сотни раз, германия ‑ в тысячи раз. Они концентрируются в растениях, водоемах, почве и могут поступать в организм человека с продуктами питания, питьевой водой и воздухом.

Среди загрязнений атмосфсрного воздуха, особое беспокойство вызывает диоксид серы. Это одно из вреднейших промышленных загрязняющих веществ. Техногенные поступления серы в атмосферу превышают в 7 раз ее естественный приток за счет извержения вулканов, разложения серных вод и др. и достигают 190 млн. т в год. При этом 9 % всей поступающей серы приходится на северное полушарие.

Нынешний размах индустриализации связан с ростом населения Земли. Если в начале XX века на планете проживало 1,5 млрд. человек, а в 1970 году ‑ 3,6 млрд., то в 2000 году - 6 млрд. человек, а в 2011году - 6,8 млрд. человек. При этом нарастает количество крупных городских агломераций. В 1900 году было 10 городов с населением свыше 1 млн. чел., а в начале 80-х годов – 209. Сейчас их уже более четырехсот.

По сравнению с ростом населения, потребление энергии и материалов происходит опережающими темпами.

Вмешательство людей в естественные природные процессы возрастает и вызывает изменение режима грунтовых и подземных вод, стока рек, структуры и плодородия почв. Но использование человеком природной среды неизбежно и закономерно.Оно происходит в силу действия как законов самой природы, так и социальных законов развития общества. Поэтому научно-технический прогресс это - один из последовательных этапов эволюции природы. При этом закономерны и возникающие экологические и ресурсные проблемы.

Человек, стремясь создавать блага, и получать их как можно дешевле, очень часто пренебрегает интересами окружающей среды. Пока масштабы таких пренебрежений малы - они не сказываются на условиях обитания человека. Но наступает момент, когда „вдруг" оказывается, что вода, воздух, почва настолько загрязнены, что и проживание человека становится невозможным.

Сейчас человечество в своем развитии подошло к тому порогу, когда необходимо принимать согласованные решения. Проблема выживания и сохранения биосферы начала решаться путем компромиссов и поисков оптимальных путей взаимодействия человека с его хозяйственной деятельностью и природы в которой он существует. Эти пути раскрывает наука экология. Она имеет свой предмет и свои задачи. И она оперирует своими терминами.

Поэтому по курсу “Экология” вам надо будет усвоить следующий материал:

1.Предмет и задачи экологии.

1.1. Классификация подразделений экологии.

1.2.Задачи экологии.

1.3.Экология и инженерная охрана природы.

2.Основные положения экологии.

2.1.Основы учения о биосфере.

2.2Жизнь как термодинамический процесс.

2.3.Экологические факторы и их действие.

2.3.1.Абиотические факторы.

2.3.2.Биотические факторы.

2.3.3.Закон лимитирующего фактора.

2.4.Адаптация живых организмов к экологическим факторам.

2.5.Экологическая система.

2.5.1.Понятия и определения.

2.5.2.Синтез первичного органического вещества.

2.5.3.Трофические цепи и уровни.

2.5.4.Энергетика и продуктивность биогеоценоза.

2.6..Динамические процессы в экосистемах.

2.6.1.Популяция,ее динамика, численность и количественная оценка.

3.Химия окружающей среды.

3.1.Круговорот веществ в биосфере.

3.1.1.Круговорот углерода.

3.1.2.Круговорот азота.

3.1.3.Круговорот фосфора.

3.1.4.Круговорот кислорода.

3.1.5.Круговорот серы.

3.2.Ресурсный цикл как антропогенный круговорот вещества.

4.Классификация загрязнений окружающей среды.

4.1.Загрязнение атмосферы.

4.1.1.Структура и состав атмосферы.

4.1.2.Источники загрязнения атмосферы.

4.1.3.Перенос загрязнений в атмосфере.

4.1.4.Химические превращения веществ в атмосфере.

4.1.5.Состояние атмосферы Украины.

4.1.6. Последствия загрязнения атмосферы.

4.2.Антропогенные воздействия на гидросферу.

4.2.1.Запасы воды.

4.2.2.Потребление воды.

4.2.3.Источники загрязнения водных систем.

4.2.4.Состояние водных систем Украины.

4.3.Загрязнение литосферы.

4.3.1.Эрозия почвы.

4.3.2.Состояние лесных массивов.

4.3.3.Добыча полезных ископаемых.

4.3.4.Загрязнение почвы тяжелыми металлами.

4.3.5.Загрязнение минеральными удобрениями и пестицидами.

4.3.6.Загрязнение радиоактивными и бытовыми отходами.

4.3.7.Состояние земельных ресурсов Украины.

5.Контроль и управление качеством окружающей среды.

5.1.Токсикология и нормирование вредных веществ.

5.2.Регламентация загрязняющих веществ в окружающей среде.

5.3.Эффект суммации и его учет при нормировании загрязнения.

6.Экологический мониторинг.

Дата добавления: 2013-12-11