89154

Основные экологические законы. Последствия нарушения экологических законов. Экологический кризис

Контрольная

Экология и защита окружающей среды

Основные среди них таковы: презумпция экологической опасности планируемой хозяйственной и иной деятельности; приоритет сохранения естественных экологических систем природных ландшафтов и природных комплексов; запрещение хозяйственной и иной деятельности последствия воздействий которой непредсказуемы для...

Русский

2015-05-10

286.5 KB

2 чел.

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ ПРИРОДООХРАННОГО И КУРОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

Факультет водных ресурсов и энергетики

Кафедра инженерной экологии

Контрольная работа

по дисциплине “Основы экологии”

Вариант № 7

Выполнил:

студент 1-го курса

группы ТСК – 101-з

Елимов С.

Проверил преподаватель:

Сапронова З.Д.

Симферополь – 2008

Теоретическая часть

1. Основные экологические законы. Последствия нарушения экологических законов. Экологический кризис.

2.Основные тенденции изменения качества воды в водоемах, подземных водах.

3. Контроль за состоянием окружающей среды. Экологический мониторинг.

1. Основные экологические законы. Последствия нарушения экологических законов. Экологический кризис

Природопользование является основной формой взаимодействия между человеком и природой, направленного на использование природных ресурсов, свойств и качеств природных объектов для удовлетворения потребностей всех отраслей хозяйственной и иной деятельности и в конечном итоге — потребностей людей.

Развитие человеческого общества связано с появлением новых технологий, новых производств и даже новых областей техники. Их возникновение обусловлено постоянно растущими потребностями людей. Закон «Об охране окружающей среды» обеспечивает такие возможности, допуская воздействия хозяйственной и иной деятельности на природную среду, исходя из требований охраны окружающей среды. Главные из этих требований сформулированы в форме законов, выполнение которых обязательно на всех этапах хозяйственной деятельности. Основные среди них таковы:

  •   презумпция экологической опасности планируемой хозяйственной и иной деятельности;
  •   приоритет сохранения естественных экологических систем, природных ландшафтов и природных комплексов;
  •   запрещение хозяйственной и иной деятельности, последствия воздействий которой непредсказуемы для окружающей среды, а также реализация проектов, которые могут привести к деградации естественных экологических систем, изменению и (или) уничтожению генетического фонда растений, животных и других организмов, истощению природных ресурсов и иным негативным изменениям окружающей среды.

Рациональное природопользование предполагает взаимосвязь, взаимообусловленность и взаимодействие природной среды и человека на принципах экологического равновесия. Необходимо достижение оптимальных пропорций в масштабах, темпах единого процесса использования, охраны, воспроизводства природных ресурсов и объектов. Поэтому объективной реальностью являются не только удовлетворение потребностей людей, но и охрана и воспроизводство природных ресурсов и объектов. Таким образом, решение задач рационального природопользования направлено на:

  •   обеспечение условий существования человечества и получение материальных благ с целью удовлетворения потребностей настоящего и будущих поколений людей;
  •   максимальное использование каждой единицы природного ресурса, изъятого из среды вещества, а также свойств и качеств объектов природопользования в интересах многих потребителей;
  •   предотвращение или максимальное снижение возможных негативных последствий процессов производства или других видов человеческой деятельности;
  •   повышение и поддержание продуктивности природных ресурсов и объектов;
  •   обеспечение и регулирование освоения ресурсов природы.

Научно-технический прогресс способствует, с одной стороны, повышению уровня благосостояния людей и, следовательно, удовлетворению их возрастающих потребностей, что, как правило, связано с относительным ростом потребления ресурсов. С другой стороны, научно-технический прогресс создает условия для рационального природопользования за счет разработки и внедрения более эффективных технических решений — того, что именуют «экологически чистыми технологиями». Этот термин, как и равноценный ему термин «ресурсосберегающие безотходные технологии», не вполне корректен, поскольку по смыслу предполагает процессы, совершенно не оказывающие неблагоприятных воздействий на окружающую среду и позволяющие перерабатывать сырье без образования каких- либо отходов. Однако в соответствии со вторым законом термодинамики такие технологии нереальны, как нереальна система с коэффициентом полезного действия, равным 100%. Как известно, любой процесс превращения энергии сопровождается изменением энтропии, т.е. выбросом в окружающую среду теплоты низких параметров.

Более экологически совершенная технология отличается от традиционной относительно меньшим удельным потреблением материальных и энергетических ресурсов, сравнительно меньшим объемом воздействий на окружающую среду. Поэтому более удачным является термин «ресурсосберегающая малоотходная технология» или широко используемый в англоязычной литературе термин «The Cleaner Production» («Более чистое производство»).

Просчеты в ведении хозяйственной деятельности способны нарушить сохранность природно-ресурсного потенциала и привести к деградации окружающей среды. Чтобы не допускать нерационального природопользования при разработке, проектировании различных технологий (производств) и эксплуатации оборудования, их реализующего, следует ориентироваться на технологии «двойной выгоды» — экономической и экологической, учитывая при этом необходимость охраны окружающей среды от загрязнений и других вредных воздействий.

Мировоззрение, лежащее в основе разработки технологий рационального природопользования, составляют законы, правила и принципы экологии. Их краткое содержание приведено в работе Н.Ф. Реймерса. Ниже представлены некоторые из них, в частности:

  •   закон неограниченности прогресса, суть которого в том, что развитие от простого к сложному — бесконечно; это утверждение относится в равной степени как к биологическим, так и социальным формам движения материи;
  •   закон соответствия между развитием производительных сил и природно-ресурсным потенциалом устанавливает, что относительное постоянство развития производительных сил сохраняется лишь до наступления экологического кризиса, связанного с резким истощением природно-ресурсного потенциала. Технические революции в развитии цивилизации вновь создают условия соответствия между развитием производительных сил и природно-ресурсным потенциалом;
  •   закон внутреннего динамического равновесия указывает на то, что вещества, энергия, информация динамических качеств отдельных природных (экологических) систем с их иерархиями взаимосвязаны между собой; изменение любого из этих показателей приводит к сопутствующим количественным изменениям других, причем сумма вещественно-энергетических, информационных и динамических качеств экосистем в этих системах или в их иерархии сохраняется;
  •   закон падения природно-ресурсного потенциала отражает снижение доступности природных ресурсов, что связано с увеличением энергетических и трудовых затрат на их извлечение (иногда — и на обогащение), а также на транспортировку; действие этого закона проявляется в рамках одного способа производства и одного типа технологий;
  •   закон ограниченности природных ресурсов говорит о том, что все природные ресурсы Земли конечны, исчерпаемы;
  •   закон снижения энергетической эффективности природопользования раскрывает четкую историческую тенденцию: при получении единицы полезной продукции из природных систем по мере смены эпох в развитии цивилизации общий расход энергии увеличивается (например, в США и Германии этот показатель увеличился в 10—12 раз за период с 1910 по 1974 г.); другими словами, энергетическая эффективность получения единицы полезной продукции снижается; расширение круга потребностей приводит к росту энергетических расходов в расчете на одного человека, что также характеризует снижение энергетической эффективности природопользования;
  •   закон снижения природоемкости готовой продукции также раскрывает одну из исторических тенденций, в соответствии с которой удельное содержание природного вещества в усредненной единице общественного продукта постоянного снижается;
  •   закон убывающего естественного плодородия, который констатирует, что при постоянном изъятии урожая и земледелии, ориентированном на монокультуру, нарушаются физико-химические процессы почвообразования, происходит накопление токсичных веществ в почве; итогом развития этих процессов является постоянное снижение плодородия почв на культивируемых землях, которое может быть заторможено применением удобрений;
  •  правило ускорения развития содержит закономерную связь между стремительным изменением качества среды обитания человека под влиянием антропогенных причин и способом ведения хозяйства; столь же быстрые (по принципу обратной связи) перемены возможны и в социально-экологическом поведении человека, в экономическом и техническом развитии общества. Отмеченные связи могут способствовать как прогрессу, так и регрессу общества в зависимости от вектора воздействия;
  •   правило меры преобразования природных систем устанавливает условия эксплуатации природных систем в пределах, позволяющих этим системам сохранять свойства самоорганизации и саморегуляции; эти пределы ограничиваются заметными изменениями систем трех сопряженных уровней иерархии: подсистем, систем того же уровня и надсистем;
  •   правило интегрального ресурса обращает внимание на те системы, которые представляют собой взаимосвязанную и взаимозависимую совокупность всех компонентов природной среды (вещественных, энергетических, информационных и др.) как факторов жизни общества в сочетании с накопленными и производимыми материальными и трудовыми ресурсами; это правило отмечает, что отрасли хозяйства, конкурирующие в области использования конкретных природных систем, неминуемо наносят ущерб друг другу тем сильнее, чем значительней они изменяют совместно эксплуатируемый компонент природного ресурса или всю экосистему в целом.

Приведенные в этом разделе принципы, экологические законы и правила, соблюдение которых призвано обеспечить рациональное природопользование, не охватывают всех сторон деятельности в данном направлении. Некоторые из них носят информационный или рекомендательный характер. Эти принципы, законы и правила в определенной мере обобщают многовековой опыт взаимодействия человека и природы. Несомненно, их учет в хозяйственной и иной деятельности будет способствовать организации рационального природопользования.

Экологический кризис — это напряженное состояние во взаимоотношениях человека с окружающей природной средой, характеризующееся несоответствием развития производительных сил, производственных отношений и потребностей общества ресурсам биосферы.

Экологический кризис следует рассматривать как обратимый процесс, в котором человек выступает активно действующей стороной. Поэтому, во-первых, экологический кризис является результатом усиления антропогенного воздействия на биосферу. Во-вторых, развитие экологического кризиса — это усиление влияния изменений в окружающей среде на человеческое общество. В-третьих, разрешение экологического кризиса есть определенная фаза в развитии биосферы, сопровождающаяся как количественными, так и качественными изменениями экосистем.

Возникновение и развитие экологического кризиса, как напряженного состояния в отношениях человека с природной средой, может приводить к экологическим бедствиям, катастрофам, различным по масштабам и последствиям. В этом процессе антропогенный фактор также играет важнейшую роль.

Основные элементы экологического кризиса . Естественное развитие биосферы происходит в соответствии с закономерностями и принципами биологической стабилизации. Согласно принципу Ле-Шателье при воздействиях на экологические системы, отклоняющих от их стабильных состояний, в них развиваются внутренние процессы, направленные на возвращение систем к стабильности. В условиях взаимодействия человека с природными системами биосферы ее постоянство обеспечивается реализацией следующих положений:

  •   биосфера — не просто источник ресурсов и приемник отходов производства и жизнедеятельности человека; биосфера является фундаментом живого, и в ней сама биота обеспечивает стабильность окружающей среды;
  •   биосфера имеет предельную хозяйственную емкость, превышение которой нарушает устойчивость биоты и окружающей среды;
  •   в пределах хозяйственной емкости биосфера может восстанавливать нарушенные функции экосистем; время восстановления и предел хозяйственной емкости меняются от ландшафта к ландшафту в зависимости от продуктивности биоты (в пустынях эта способность наименьшая, в лесах — наибольшая);
  •   превышение хозяйственной емкости биосферы нарушает естественный биологический круговорот веществ, геохимический баланс в экосистемах, приводя к загрязнению окружающей природной среды;
  •   загрязнение окружающей среды служит причиной и поводом для трансформации экологических ниш и, как следствие, гибели живых организмов;
  •   в условиях экологических нарушений природной среды человек должен заботиться о сохранении и восстановлении естественных сообществ организмов в масштабах, обеспечивающих возвращение в пределы хозяйственной емкости биосферы, т.е. ее стабильности;
  •   пределом роста человеческой популяции является хозяйственная емкость биосферы, верхний порог которой — перевод в антропогенный канал не более 1% чистой первичной продукции биоты (фотосинтеза); переход через этот порог ведет к дестабилизации окружающей среды и, в конечном счете, к исчезновению человека;
  •   для решения проблем окружающей среды человек должен осознать, что порог ее устойчивости перейден, и его поведение должно быть направлено на восстановление биосферы с использованием механизмов стабилизации в целях сохранения человеческого общества.

Исследования истории развития биосферы под воздействием антропогенных факторов показывают динамику развития экологического процесса при переходе экосистем в различные состояния напряжения.

1. Естественное состояние биосферы. Наблюдается фоновое антропогенное воздействие, при котором биомасса максимальна, а биологическая продуктивность минимальна.

2. Равновесное состояние. Скорость восстановительных природных процессов не ниже темпа антропогенных нарушений. Биологическая продуктивность больше естественной, а биомасса начинает постепенно снижаться.

3. Кризисное состояние. Антропогенные воздействия начинают превышать по скорости восстановительные процессы, но коренного изменения состояния экосистем еще не происходит. Биомасса заметно снижена, а биологическая продуктивность существенно повышена.

4. Критическое состояние. Происходит обратимая замена естественных экосистем на менее продуктивные (например, частичное опустынивание). Биомасса мала и, как правило, снижается.

5. Катастрофическое состояние. Происходит труднообратимый процесс закрепления малопродуктивных экосистем (например, сильное опустынивание). Биомасса и биологическая продуктивность — минимальны.

6. Состояние коллапса. Происходит необратимая потеря биологической продуктивности. Биомасса постепенно исчезает.

Примерами развития напряженных состояний в экосистемах являются следующие:

  •   равновесное состояние - акватория Тихого океана, Охотское море;
  •   равновесное состояние, переходящее в кризисное, — Балтийское море, экосистемы Севера России;
  •   кризисное состояние, угрожающее перейти в критическое, — Каспийское море;
  •   критическое состояние -- Черное море;
  •   катастрофическое состояние — экосистемы рек Белой и Уфы;
  •   катастрофическое состояние, переходящее в состояние коллапса, — Аральское море.

Изменение характера и степени (масштаба) антропогенного воздействия на биосферу хорошо иллюстрируется экологическими процессами в различные исторические эпохи человеческой цивилизации. С момента возникновения человека как биологического вида, отличающегося от других представителей биоты, произошло несколько экологических кризисов. В них человек выступил в качестве активного участника в борьбе за свое существование и удовлетворение потребностей.

Около 3 млн лет назад в биосфере происходили заметные изменения, которые создали условия перенаселенности тропических лесов животными. Нехватка пищевых ресурсов вынудила представителей высших животных к миграции в области более сухого и жаркого климата. Возник так называемый доантропогенный кризис аридизации (от лат. aridus — сухой). По сложившемуся сегодня мнению, он послужил толчком к возникновению первобытного человека, обеспечивающего свою жизнедеятельность за счет ресурсов промысла животных и собирательства растений.

Возникновение «биологического» человека и развитие его популяции привели к росту его антропогенно-физиологических потребностей. Естественные ресурсы питания были обеднены, и 35—50 тыс. лет назад возник кризис промысла и собирательства, который разрешился биотехнической революцией, когда человек уже осознанно стал выжигать растительность для интенсификации роста растений, употребляемых в пищу. Выход человека из чисто биологического состояния приходится на длительный период общего похолодания климата на Земле с периодическим возникновением циклов оледенений в средних материковых широтах. Эти циклы вызвали миграции популяций человека и вместе с этим совершенствование орудий и способов промысла животных. Именно с ними ученые связывают массовое истребление и уничтожение многих представителей крупных животных-консументов. Около 10—35 тыс. лет назад возник экологический кризис перепромысла (кризис консументов). В этот период между людьми устанавливаются этнические отношения, позволившие им объединиться в борьбе за свое существование. Человек разрешил кризис перепромысла, перейдя к примитивному поливному земледелию и одомашниванию диких животных.

Однако этот эволюционный процесс, выразившийся в первой сельскохозяйственной революции, был недолог. Интенсивная эксплуатация земель без должной компенсации привела к их засолению и деградации почв. И около 2 тыс. лет назад разразился кризис примитивного поливного земледелия, который вынудил человеческое сообщество совершить вторую сельскохозяйственную революцию, перейдя к целенаправленному освоению неполивных земель. Освоение новых сельскохозяйственных угодий было связано прежде всего со сведением лесов, с введением мозаичности в естественные экосистемы. Осваивая новые земли под угодья (для посевов, пастбищ), человек не заботился о восстановлении их плодородия и примерно за 1500 лет превратил освоенные земли в непродуктивные. Около 150—300 лет назад возник второй антропогенный кризис (кризис продуцентов), разрешение которого потребовало от человека радикальных действий. Человеческое общество перешло к культурному земледелию — получило развитие поливное земледелие на новых осваиваемых землях с применением средств интенсификации, удобрений и гербицидов. Но для этого обществу потребовалось реализовать научно-технические достижения в новых интенсивных промышленных технологиях, увеличить разработку традиционных и освоение новых природных ресурсов. В деятельности людей все большее значение стали приобретать экономические и социальные потребности — из природно-трудового формируется социальный человек.

Расширение и развитие промышленного производства и хозяйствования по экстенсивному пути около 30—50 лет назад создали условия для развития современного экологического кризиса редуцентов (кризиса загрязнений). Материальные и энергетические загрязнения в биосфере достигли предельного уровня. В нарастающих масштабах загрязнения нарушается баланс естественных экосистем, и редуценты уже не успевают «очищать» биосферу от загрязнений.

Данный процесс сопровождается прогнозируемым на ближайшие 100— 150 лет исчерпанием традиционных естественных энергетических ресурсов. Сегодня в общемировой выработке энергии эти ресурсы находятся в следующем состоянии: нефть — 36,1%, уголь — 27,2%, газ — 22,9%, биологическое топливо (дрова, торф и др.) — 5,4%, ресурсы ГЭС и АЭС — 8,4%. Очевидно, что эти ресурсы, за исключением энергии от ГЭС, являются исчерпаемыми и невозобновляемыми. По прогнозным оценкам специалистов, уже в начале XXI в. человеческое общество будет испытывать в них острый недостаток. В то же время создание и развитие новых источников энергии (гелиоэнергетика, геотермальная, ветровая энергетика, биоэнергетика и др.) находятся в стадии освоения, и их доля в выработке энергии менее 1 %. Эти негативные явления уже сегодня послужили основанием для прогнозирования возникновения в ближайшее время нового глобального кризиса — термодинамического (теплового), выход из которого может быть осуществлен только в результате более широкого использования альтернативных источников энергии (возобновляемых, ресурсы которых неисчерпаемы), т.е. в результате энергетической революции.

Наряду с проблемами энергообеспечения человеческое общество создало цивилизацию, а техногенная деятельность привела к масштабному нарушению экологических систем, для восстановления которых потенциал биосферы оказывается недостаточным. И этот процесс продолжает развиваться. Прогнозируемым следствием интенсивного нарушения биосферы является глобальный кризис надежности экологических систем. Выход из него возможен на основе радикальной перестройки отношения человека к окружающей природной среде или в революции экологического планирования. Это означает, что человек должен построить свои отношения с биосферой так, чтобы не было процессов деградации, а развитие было устойчивым.

Особенности современного экологического кризиса. Развитие человеческой цивилизации и усиление ее воздействия на все элементы биосферы в современных условиях характеризуются следующими проявлениями экологического кризиса.

1. Крупномасштабное изменение структуры и ландшафта земной поверхности в результате распашки земель, сведения лесов, добычи полезных ископаемых, мелиорации, создания искусственных ландшафтов и др.

2. Изменение состава биосферы, естественного круговорота и баланса веществ (изъятие ископаемых ресурсов, техногенное загрязнение литосферы, атмосферы, гидросферы, внедрение в биосферу веществ искусственного происхождения).

3. Изменение энергетического (в том числе теплового) баланса регионов Земли с заметным влиянием на климатическую обстановку на планете.

4. Нарушение биологического разнообразия (подавление, уничтожение видов растений и животных, интродукция в экосистемы иных видов, создание новых видов и др.).

5. Увеличение частоты и масштабности экологических бедствий и катастроф как следствий антропогенных воздействий. Основными факторами, вызывающими развитие современного экологического кризиса, являются следующие. В своей хозяйственной деятельности человек интенсивно использует внутренние (по отношению к биосфере) источники энергии. Получение и использование такой энергии неизбежно ведет к изменению энтропии. В результате прямого сжигания топлива в промышленных и транспортных установках образуются мощные выбросы в биосферу, чем нарушаются естественные циклы веществ (углерода, азота, серы и др.), происходит тепловое загрязнение биосферы.

Природные циклы замкнуты, так как вовлекают в круговорот веществ практически все биогенные элементы. Техногенные циклы разомкнуты, так как в них образуется масса отходов, материальных и энергетических выбросов, не вовлекаемых в процессы переработки и загрязняющих биосферу. Современная цивилизация в возрастающих масштабах создает, производит и использует искусственные вещества, которые нарушают экологическое равновесие и увеличивают токсичность окружающей среды.

Стремление к удовлетворению растущих потребностей в условиях обеднения ресурсов биосферы приводит к созданию генетически измененных видов животных и растений, массовому разведению и распространению монокультур, домашних животных, что ведет к сокращению биологического разнообразия видов и изменению экосистем.

Стабильность биосферы нарушается в возрастающих масштабах за счет чрезмерного увеличения численности и распространения на планете человека, относящегося к природной среде как к источнику ресурсов. При этом человек опирается на достижения науки и техники, что позволяет человеческому сообществу:

  •   производить в изобилии продукты питания и избавляться от опасности голода;
  •  создавать искусственную среду обитания, обеспечивающую наилучшие условия для жизнедеятельности (условия комфорта);
  •   успешно противостоять многим болезням, эпидемиям и др.;
  •   применять интенсивные способы хозяйствования в производстве товаров, продуктов сельского хозяйства и др.;
  •  успешно развивать материальную и духовную сферы.

В результате человек выиграл в конкурентной борьбе с другими видами, создал цивилизацию, быстро развившуюся в последние десятилетия XX в. Однако,  реализация достижений науки и техники породила и современный экологический кризис, а также и сопровождающие его экологические катастрофы. Бурный рост народонаселения 1960 г. — 1,6 млрд, 1987 г. — 5 млрд, прогноз: 2020 г. — 8 млрд, 3000 г. — 12 млрд человек) сопровождается интенсификацией производства. В XX в. объем производства вырос в 16 раз, потребность в энергии только за 20 лет выросла в 5 раз. Ресурсы же нефти и газа будут исчерпаны примерно к 2080 г. Если 10 лет назад из земных недр было извлечено более 100 млрд т различных ресурсов, то в 2000 г. спрос на эти ресурсы достиг 300 млрд т.

Характерно, что из всей массы извлекаемого минерального сырья полезно используется лишь 2-5%, а все остальное теряется, рассеиваясь с выбросами и отходами.

Из-за техногенных выбросов заметно изменились биосферные процессы. С 1950 по 1995 г. выбросы в атмосферу увеличились в 18 раз, а по сравнению с 1900 г. сегодня температура на планете на 0,6— 1 °С выше. Около 25% поверхности Мирового океана покрыто пленкой нефтепродуктов, в воды ежегодно сбрасывается более 6,5 млн т бытовых отходов, 6 млн. т фосфора, 2 млн. т свинца, 5 тыс. т ртути, 50 тыс. т пестицидов. Биологическая продуктивность Мирового океана снизилась на 15—25%.

Уровень загрязнения атмосферы и гидросферы в зонах крупных промышленных центров в 5—10 раз превышает предельно допустимый по условиям сохранения нормальной жизнедеятельности и воспроизводства живых организмов.

Ежегодно из сельскохозяйственного оборота выводится 6,5 млн га земель (теряется 65 млн. т плодородного слоя), уничтожается 11,3 млн. га лесов, опустынивается около 6 млн. га суши, деградирует более 23 млн га ландшафтов. На грани вымирания оказалось более 1000 видов позвоночных животных и более 25 тыс. видов растений. Во все более возрастающих масштабах на планете возникают вспышки эпидемий, новых заболеваний, массовых отравлений животных и растений токсикантами, усиливаются тенденции к обнищанию и голодному вымиранию населения ряда слаборазвитых стран, множатся конфликтные ситуации между «бедными» и «богатыми» странами.

Развитие экологического кризиса является причиной возникновения экологических катастроф.

2.Основные тенденции изменения качества воды в водоемах, подземных водах

Загрязнение гидросферы происходит прежде всего в результанте сброса в реки, озера и моря промышленных, сельскохозяйственных и бытовых сточных вод. Согласно расчетам ученых, в конце XX в. для разбавления сточных вод может потребоваться 25 тыс. км пресной воды, или практически все реально доступные ресурсы такого стока! Нетрудно догадаться, что именно в этом, а не столько в росте непосредственного водозабора главная причинна обострения проблемы пресной воды.

К числу сильно загрязнённых относятся многие реки — Рейн, Дунай, Сена, Огайо, Волга, Днепр, Днестр и др. Растёт загрязнение мирового океана, при этом наиболее загрязнены внутренние моря — Средиземное, Северное, Балтийской, Внутреннее Японское, Яванское, а также Бискайский, Персидский и Мексиканский заливы.

Состояние водных объектов. Уровень загрязнения водных объектов  определяется поступлением сточных вод и сбросов от промышленных предприятий и объектов хозяйственно-бытовой сферы, а также в результате сельскохозяйственной деятельности. Следует отметить, что многие вещества органического и минерального происхождения, поступающие со стоками (сбросами) в водные объекты, либо нерастворимы в водной среде и накапливаются в отложениях, либо растворимы и поэтому «отравляют» значительную часть водного объекта (табл. 1).

В России сформировались зоны устойчивого загрязнения в бассейнах рек Днепр, Дунай, Южный Буг, ингулец и др.

Загрязнение бассейна реки Днепр обусловлено высокой концентрацией промышленных предприятий, транспортных зон и сельскохозяйственных объектов. В результате антропогенная нагрузка в этом бассейне в 8 раз превышает среднюю по Украине.

Таблица 1.

Динамика сброса основных загрязняющих веществ во внутренние водоемы

Украины, тыс. т

Большинство озер из-за стационарных промышленных стоков высококонцентрированных загрязнений (особенно от предприятий целлюлозно-бумажной промышленности) находится в состоянии эвтрификации, а в ряде мест экосистема озер просто деградирует.

Следует констатировать, что для Украины проблема воды становится первостепенной вследствие варварского отношения к ее колоссальным водным ресурсам. Украина является страной, имеющей  внутренние морские водоемы. Их акватории уже сегодня вызывают серьезное беспокойство экологов по причине наращивания объемов сбросов неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод, разливов нефтепродуктов и захоронения отходов.

Значительный ущерб экосистемам наносит крупномасштабный нерегулируемый промысел в морских акваториях.. Повсеместно отмечается значительное сокращение рыбных запасов. Продуктивность дна в заливе в районе Одессы за последние пятьдесят лет практически сократилась до нуля — залив быстро превращается в пустыню. Его донные отложения почти повсеместно мертвы. Произошло сокращение видов и особей всех без исключения морских обитателей от 10 до 100%.

На картах, обработанных с помощью съемок из космоса, большая часть акватории Черного и Азовского морей густо заштрихована. Это означает, что концентрация вредных веществ в них превышает допустимые нормы в десятки раз. От ядохимикатов ежегодно в среднем на каждом квадратном километре морской поверхности гибнет около 200 т рыбы. Ученые, занимающиеся проблемами Черного моря, предупреждают, что если не будут предприняты экстренные меры по его спасению, то уже через десятилетие в его бассейне придется полностью прекратить добычу рыбы и моллюсков, которые станут ядовитыми.

Гидрологические процессы создают в Украине серьезные чрезвычайные ситуации. Их причинами являются не только интенсивное таяние снега и льда, ливневые дожди, но и влияние ветровых нагрузок, создающих «нагонные волны». В 2008 г. наводнениям подверглось 745 городов. Особенно интенсивно они проявлялись в западной и юго-западной частях страны.

При характеристике опасных природных явлений и процессов нельзя не обратить внимание на их определенную связь с антропогенной деятельностью. Научно доказано и не вызывает сомнения утверждение о том, что деятельность человека зачастую «провоцирует» естественные природные катаклизмы. Так бывает при строительстве дамб, гидротехнических сооружений и водотоков, бурения и эксплуатации скважин, запусках ракет и проведении испытаний различных видов оружия.

3. Контроль за состоянием окружающей среды. Экологический мониторинг

Пути решения экологических проблем, стратегия экологической безопасности и устойчивого развития все еще остаются под общим вниманием. Оценки глобального экологического состояния окружающей среды изменяются от оптимистичных (тип “необходимо предотвратить экологическому кризису”) к умеренно пессимистическим (типу “планета находится на кануне кризиса”) и крайне пессимистических (“на региональных уровнях речь уже идет о “твердом экологическом кризисе”). Считают что ответы на эти вопросы должна дать научная концепция экологической безопасности на базе экологического мониторинга окружающей среды. Первым этапом в любом случае может быть только система получения (сбору) информации о состоянии окружающей естественной среды. В конце 60-х гг. много стран осознали, что необходимо скоординировать усилия по сбору, сохранению и переработке данных о состоянии окружающей среды. В 1972 г. в Стокгольме прошла конференция по охране окружающей среды под эгидой ООН, где впервые возникла необходимость договориться об определении понятия “мониторинг”. Решено было под мониторингом окружающей среды понимать комплексную систему наблюдений, оценки и прогноза изменений состояния окружающей среды под воздействием антропогенных факторов. Срок появилось как дополнение к сроку “контроль состояния окружающей среды”. В настоящее время под мониторингом понимают совокупность наблюдений за определенными компонентами биосферы, специальным чином организованными в пространстве и во времени, а также адекватный комплекс методов экологического прогнозирования.

Современный термин «мониторинг» обозначает наблюдение, анализ и оценку состояния окружающей среды, её изменений под влиянием хозяйственной деятельности человека, а также прогнозирование этих изменений. Испытывая на себе результаты разрушающего действия воды, ветра, землетрясений, снежных лавин и т. п., человек издавна реализовал элементы мониторинга, накапливая опыт предсказания погоды и стихийных бедствий. Такого рода знания всегда были и сейчас остаются необходимыми для того, чтобы по возможности снизить ущерб, причиняемый человеческому обществу неблагоприятными природными явлениями и, что особенно важно, уменьшить риск человеческих потерь. Последствия большинства стихийных бедствий необходимо оценивать со всех сторон. Так, ураганы, разрушающие постройки и приводящие к человеческим жертвам, как, правило, приносят обильные осадки, которые в засушливых районах дают значительный прирост урожаев. Поэтому организация мониторинга требует углублённого анализа с учётом не только экономической стороны вопроса, но и особенностей исторических традиций, уровня культуры каждого конкретного региона.

Переходя от созерцания явлений окружающей среды через механизмы приспособления к осознанному и усиливающемуся воздействию на них, человек постепенно усложнял методику наблюдения за природными процессами и вольно или невольно вовлекался в погоню за самим собой. Ещё древние философы считали, что в мире всё связано со всем, что неосторожное вмешательство в процесс даже, казалось бы, второстепенной важности может привести к необратимым изменениям в мире. Наблюдая за природой, мы долгое время оценивали её с обывательских позиций, не задумываясь о целесообразности ценности наших наблюдений, о том, что мы имеем дело с самой сложной самоорганизующеся и самоструктурирующейся системой, о том, что человек является всего лишь частицей этой системы. И если во времена Ньютона человечество любовалось целостностью этого мира, то теперь одним из стратегических помыслов человечества является нарушение этой целостности, неизбежно вытекающее из коммерческого отношения к природе и недооценки глобальности этих нарушений. Человек изменяет ландшафты, создаёт искусственные биосферы, организует агротехноприродные и полностью техногенные биокомплексы, перестраивает динамику рек и океанов и вносит изменения в климатические процессы. Двигаясь таким путём, он все свои научные и технические возможности до недавнего времени обращал во вред природе и в конечном итоге самому себе. Обратные отрицательные связи живой природы всё активнее сопротивляются этому натиску человека, всё чётче проявляется несоответствие целей природы и человека. И вот мы оказываемся свидетелями приближения к кризисной черте, за которой род Homo sapiens не сможет существовать.

Родившиеся ещё в начале нашего века идеи техносферы, ноосферы, техномира, антропосферы и т. д. и т. п. на родине В. И. Вернадского были восприняты с большим опозданием. Весь цивилизованный мир сейчас с нетерпением ждёт практического воплощения этих идей в нашей стране, своими размерами и мощью энергетического потенциала способной повернуть вспять все прогрессивные начинания за её пределами. И в этом смысле системы мониторинга являются лекарством от безумия, тем механизмом, который поможет предотвратить сползание человечества к катастрофе. Спутником человеческой активности являются всё возрастающие по своей мощности катастрофы. Природные катастрофы происходили всегда. Они – один из элементов эволюции биосферы. Ураганы, наводнения, землетрясения, цунами, лесные пожары и т. п. приносят ежегодно огромный материальный ущерб, поглощают человеческие жизни. Одновременно всё более набирают силу антропогенные причины многих катастроф. Регулярные аварии танкеров с нефтью, катастрофа в Чернобыле, взрывы на заводах и складах с выбросами отравляющих веществ и другие не предсказуемые катастрофы – реальность нашего времени. Нарастание числа и мощности аварий демонстрирует беспомощность человека перед лицом приближающейся экологической катастрофы. Отодвинуть её может только быстрое широкомасштабное внедрение систем мониторинга. Такие системы успешно внедряются в Северной Америке, Западной Европе и Японии.
Другими словами, ответ на вопрос о необходимости мониторинга можно считать решённым положительно. Но жизнь требует большего. И чтобы повести разговор о нерешённых проблемах, давайте осмотримся и попытаемся понять своё положение.

Проектирование систем мониторинга как основа их эффективного функционирования. В публикациях последних лет отмечается большое значение стадии проектирования (или планирования) для эффективной работы системы мониторинга. Подчеркивается, что предложенные в них схемы или структуры проектирования сравнительно легко применимы для простых, локальных систем мониторинга, вместе с тем проектирование национальных систем мониторинга сталкивается с большими трудностями, связанными с их сложностью и противоречивостью. Суть проектирования системы мониторинга должна заключаться в создании функциональной модели их работы или в планировании всей технологической цепочки получения информации, где о качестве воды от постановки задач до выдачи информации потребителю для принятия решений. Поскольку все этапы получения информации тесно связаны между собой, недостаточное внимание к разработке какого-либо этапа неизбежно приведет к резкому снижению ценности всей получаемой информации. На основании анализа построения национальных систем нами сформулированы основные требования к проектированию таких систем. По нашему мнению, эти требования должны предусматривать следующие пять основных этапов:

  1.  определение задач систем мониторинга качества объекта и требований к информации, необходимой для их выполнения;
  2.  создание организационной структуры сети наблюдений и разработка принципов их проведения;

3) построение сети мониторинга;

4) разработка системы получения данных/информации и представления информации потребителям;

5) создание системы проверки полученной информации на соответствие исходным требованиям и пересмотра, при необходимости, системы мониторинга.

При проектировании систем мониторинга необходимо помнить, что его результаты в значительной степени зависят от объема и качества исходной информации. Она должна включать как можно более подробные данные о пространственно-временной изменчивости показателей качества, должна содержать подробные сведения о видах и объемах хозяйственной деятельности на объектах, включая данные об источниках загрязнения. Кроме того, необходимо опираться на все законодательные акты, связанные с контролем и управлением качеством всех сред, учитывать финансовые возможности, общую физико-географическую обстановку, основные способы управления качеством и другие сведений.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

  1.  Одум Ю. Основы экологии - М.: Мир, 1985.
  2.  Охрана окружающей среды под ред. С. А. Брылова - М.: Просвещение, 1986.
  3.  Протасов В.Ф., Молчанов А.В. Экология, здоровье и природопользование в России – М.: Мысль, 1999.
  4.  Реввель П., Реввель Ч. Среда нашего обитания - М.: Просвещение, 1996.

Задача 1. Определить санитарно-гигиеническую оценку состояния почв по заданным параметрам.

Решение задачи проводится с использованием формул [1] - [3] и показывается в таблице 1.

[1] или   [2]     

где n – показатель санитарно-гигиенической оценки почв;

Сзв – концентрация ЗВ в почве, мг/кг;

ПДКзв – предельно-допустимая концентрация ЗВ в почвах, мг/кг;

Фоновая концентрация химического вещества или элемента в почвах соответствует среднему содержанию этого вещества в почвах данного региона, видах почвы, типах грунтов, горных пород и др.

Суммарный показатель санитарно-гигиенической оценки почв (N) определяется [3]:

N = n1 + n2 + n3 + … + nn ≤ 8  - экологически удовлетворительное состояние почв;

8<N≤16 – относительно удовлетворительное;

16<N≤32 – слабое загрязнение почв;

32<N=64 – загрязненные почвы;

64<N≤128 – интенсивно загрязненные почвы;

N>128 – катастрофическое загрязнение почв,

Где n1, n2 n3 nn - показатель экологической оценки почв по одному из нормируемых химических элементов согласно ГОСТ 17.4.1.02-83.

Таблица 1.

Решение задачи

Хим.элемент

Масс.доля

%

М

мг/кг

ПДК,

мг/кг

Сфон, мг/кг

n

As

0,6*10-3

0,06

2,0

-

0,03

Cd

2,4*10-4

2,4

4,0

-

0,6

Pb

40*10-4

40

30

-

1,33

Zn

6,3*10-3

0,63

150(23)

-

0,004

Cr+3

120*10-4

120

100

1,2

Со

10*10-4

10

11

0,45

Ni

20*10-4

20

100(3,0)

0,2

Сu

3,2*10-3

0,32

100(3,0)

0,003

Ва

6,3*10-2

0,063

200

0,0003

V

140*10-4

140

150

0,93

4,75

N =

Вывод: экологически удовлетворительное состояние почв; основные загрязняющие вещества –  Pb, Cr+3.

Задача 2. Определить санитарно-гигиеническую оценку состояния атмосферного воздуха по заданным параметрам. Решение задачи проводится с использованием формулы [5] или [6], суммарный показатель загрязнения - по [7]. Для веществ обладающих эффектом суммации, -используется табл 3.4. методички  и формула [8]. Для выводов об уровне загрязнения и степени опасности загрязненного воздуха использовалась таблица 2, 3 и 4.

Наибольшая концентрация (Сзв) каждого вредного вещества в приземном слое не должна превышать максимально разовой предельно допустимой концентрации

  •  если экспозиция не более 20 минут

Сзв<ПДКм.р.   или    используем эту формулу     [5]

ПЗ СО = 1

ПЗ SO2 = 0,4

ПЗ NO2 = 0,35

ПЗ бензин = 0,35

ПЗ форм-д = 0,57

ПЗ фенол = 0,1

ПЗ свинец = 0,1

ПЗ цинк = 12

ПЗ хром = 1,33

ПЗ медь = 0,33

Уровень загрязнения атмосферного воздуха и степень его безопасности проводится с учетом кратности превышения показателей загрязнения (табл.2). В тех случаях, когда при оценке загрязнения атмосферного воздуха смесью веществ определяется превышение значения ПДК, необходимо выделить ведущие компоненты, индивидуальные значения ПЗ которых превышают допустимый уровень (табл. 2, графа 3).

Таблица 2.

Количественные показатели оценки загрязнения атмосферного воздуха для населенных мест

Уровень загрязнения

Степень опасности

Кратность превышения ПДК

Процент случаев превышения пдк

1

2

3

4

1. Допустимый

Безопасный

<1

0

2. Недопустимый

Слабо опасный

>1 - 2

>0 - 4

3. Недопустимый

Умеренно опасный

> 2 - 4,4

>4 - 10

4. Недопустимый

Опасный

> 4,4 - 8

> 10 - 25

5. Недопустимый

Очень опасный

>8

>25

Уровень загрязнения

Степень опасности

Кратность превышения ПДК

Процент случаев превышения пдк

Для СО:

1. Допустимый

Безопасный

1=1

0

Для цинка:

2. Недопустимый

Очень опасный

12>8

>25

Для хрома:

3. Недопустимый

Слабо опасный

1,33>1 - 2

>0 - 4

Суммарный показатель загрязнения (ΣПЗ) различными веществами рассчитывается по формуле [7]:

где С1, С2, С3, Сп - значение фактических концентраций веществ, которые составляют смесь (мг/м3);

ПДК1 ПДК2, ПДК3, ПДКп - предельно допустимая концентрация соответствующих веществ, которые входят в состав смеси (среднесуточная или максимально разовая, мг/м3);

К1 К2, К3, Кп - значение коэффициентов, которые учитывают класс опасности веществ  (для веществ 1 класса-0,8; 2 класса-0,9; 3 класса- 1,0; 4 класса- 1,1).

ΣПЗ = 0,9

Для веществ, обладающих эффектом суммации и присутствующих одновременно в атмосферном воздухе, расчет производится по формуле [8]:

39: сернистый ангидрид, диоксид азота

0,4 + 0,35 = 0,75<1

41. Сернистый ангидрид, оксид углерода, диоксид азота, фенол.

0,4 + 1 + 0,35 + 0,1 = 1,85>1

42. Сернистый ангидрид, фенол.

0,4 + 0,1 = 0,5<1

Таблица 3.

ПДКс.с.

ПДКм.р.

Класс опасности

7

СО

3

5

4

5

SO2

0,05

0,15

3

0,06

NO2

0,04

0,085

2

0,03

Бензин

1,5

5

4

1,4

Пыль

0,02

-

3

-

Сажа

0,05

0,15

3

-

Формальдегид

0,003

0,035

2

0,002

Фенол

0,003

0,01

2

0,001

РЬ

0,0003

0,001

1

0,0001

Zn

0,005

-

3

0,06

Сг

0,0015

0,0015

1

0,002

Сu

0,001

0,003

2

0,001

Вывод: атмосферный воздух интенсивно загрязнен соединениями цинка и хрома. Эффектом суммации превышающим допустимые значения обладают Сернистый ангидрид, оксид углерода, диоксид азота, фенол.

Задача 3. Определить санитарно-гигиеническую оценку состояния водоема по заданным показателям.

Решение задачи проводится с использованием формул [9] - [10].

Состав и свойства воды водоема или водотока в пунктах питьевого и культурно-бытового назначения ни по одному из показателей не должны превышать нормативы, приведенные в СанПиН №4630-88 и других нормирующих качество воды законодательных документах.

Санитарно-гигиеническая оценка воды проводится по формуле:

 [9]

где n - показатель загрязнения;

Сзв - концентрация загрязняющего вещества;

ПДКзв - предельно допустимая концентрация соответствующего загрязняющего вещества.

Таблица 4.

Загр. в-ва

ПДК, мг/м3

Класс. опасн.

ЛПВ

7

N

Анилин

0,1

3

Общесанит.

0,05

0,5

Мышьяк

0,05

2

Сан-токс.

0,01

0,2

Ртуть

0,0005

1

-«-

0,0005

1

Нефть

0,1

4

Органолептич.

0,08

0,8

Нитраты

45

3

Сан-токс.

49

1,08

Фенол

0,001

4

Органолептич.

0,0006

0,6

Цинк

1,0

3

Обще-санит.

5,0

5

Селен

0,01

2

Сан-токс.

0,06

6

Свинец

0,01

2

-«-

0,002

0,2

Фтор

1,5

3

-«-

1,9

1,26

При поступлении в водные объекты нескольких веществ с одинаковым лимитирующим показателем вредности, относящимся к I и II классам опасности, сумма отношений концентраций (С1, С2 ...С n) каждого вещества в водном объекте к соответствующим ПДК не должна превышать единицы:

[10]

Мышьяк+ртуть+селен+свинец = 0,2 + 1 + 6,0 + 0,2 = 7,4>1

Вывод: водоем интенсивно загрязнен тяжелыми металлами мышьяком и ртутью.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

58700. Звязок іменників з прикметниками 444.5 KB
  Мета: розширити знання дітей про граматичний і смисловий зв’язок прикметників з іменниками; закріпити прийоми розпізнавання числа, роду, відмінка прикметників. Розвивати вміння будувати зв’язні розповіді га задану тему.
58701. Школьные правила 39 KB
  Цели Оборудование: проигрыватель, грамзапись с ритмической зарядкой; аудиозаписи: голоса птиц, школьных песен, “Урок поведения”, “Песня первоклашки”, Шадоус “Девушка в красном”; иллюстрация – “Зайчик”; игрушки – ёж, лесной медвежонок, зайчонок...
58702. Предмети, що мене оточують 20.96 KB
  Мета: ознайомити учнів з вживанням присвійного відмінка іменників; тренувати у вживанні структури thisis; повторити ЛО з теми «Шкільне приладдя»; розвивати в учнів фонематичний слух, мислення, память, увагу, комунікативні навички
58703. Маркетинг. Урок з економіки 108 KB
  Розвиток вмінь використовувати здобуті знання з маркетингу на практиці: проводити сегментацію ринку; приймати споживче рішення; працювати з графіком життєвого циклу товару та визначати етапи життєвого...
58704. Людські - чесноти. Доброта 166 KB
  Мета: продовжити знайомити учнів з людськими чеснотами вчити характеризувати події та явища як прояв добра і зла розкрити моральний зміст доброти; сприяти розвитку в учнів мотивації до добрих гуманних вчинків розвивати мислення творчу уяву збагачувати словниковий запас...
58706. Усне множення двоцифрових і круглих багатоцифрових чисел на розрядні числа 59 KB
  Мета: закріплювати вміння учнів виконувати усне множення двоцифрових і круглих багатоцифрових чисел на розрядні числа; удосконалювати вміння розв’язувати складені задачі розв’язання яких вимагає знаходження дробу від числа...