Лекции по "Экологии"

78% приходиться  на азот, приблизительно 21% на кислород, углекислый газ - 0,033%,  менее 1% приходиться на инертные газы, аэрозоли  и другие химические соединения. Этот состав является постоянным для всей тропосферы и нижних слоёв стратосферы и обязан своим возникновением деятельности живых организмов. Полное обновление кислорода происходит примерно через 5800 лет, а полный цикл углекислого газа составляет 300- 400 лет. Атмосфера имеет значительную толщину  до нескольких сотен км, но более 90% массы воздуха находится в тропосфере толщиной приблизительно 10-12 км.

     Химический состав атмосферы  меняется под  воздействием  различных внешних факторов. При  этом изменение состава, вызывающие  негативные последствия для живых  организмов называют загрязнениями  воздушной среды. Загрязнение может вызываться природными процессами (естественное загрязнения) и деятельностью человека (антропогенное загрязнение). Источниками антропогенного загрязнения атмосферы являются теплоэнергетика, нефтяная промышленность, черная и цветная металлургия, газовая, угольная и химическая промышленность. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников в России в 1991г. составляли 31,8 млн т, в 90-е гг. в связи с экономическим кризисом они значительно сократились, в настоящее время превышают 20 млн. т, в том числе, теплоэнергетика 3,5 млн., цветная металлургия – 3,5 млн., черная металлургия – 2,5 млн., нефтяная промышленность - свыше 6 млн. т. К субъектам с наиболее неблагополучной экологической обстановкой относятся Красноярский край, Ханты-Мансийский автономный округ, Свердловская, Кемеровская, Челябинская, Оренбургская области, Пермский край, Башкортостан и др.

     Второй источник загрязнения  – автомобильный транспорт, на  долю которого в городах приходится  большая часть всего объема  загрязняющих веществ.

     Загрязнение атмосферы вызывает самые различные негативные последствия для живых организмов. Эти негативные  последствия называют экологическим ущербом от загрязнения. Оценить его величину достаточно сложно, в основном это делают с помощью биоиндикаторов. Помимо экологического ущерба, в общем виде наносится ущерб жизни, здоровью и имуществу населения - его называют социальным. Его рассчитывают через величину дополнительных расходов на здравоохранение, через потерю рабочего времени, через статистику заболеваемости органов дыхания и распространения многих видов аллергии.

     К экологическим последствиям  загрязнения атмосферы относятся:

- смок (дымотуман), характерен для крупных  городов в период безветрия  и температурной инверсии. Основными  районами его распространения является Лондон, Лос-Анджелес;

- кислотные  дожди, явления связаные с соединениями  в атмосфере водяных паров  и окислов серы, азота и так  далее.  Образуются слабые растворы  серной, серистой, азотной, угольной  кислоты и выпадают на поверхность  земли. Эти явления характерны  для развитых районов Европы, Северной Америки, Северо-западной части европейской территории России. Кислотные остатки наносят ущерб зданиям и сооружениям, промышленным установкам, вызывая ускоренную коррозию металлов, разрушение бетона и мрамора, наблюдается также  гибель лесов и озер;

- возникновение  озоновых дыр. Впервые они были  отмечены в начале 80 – х годов  20 – го века  над Антарктидой,  а в последнее в десятилетие  озоновые дыры наблюдаются и  над северной и над южной  полярной зоной. Возникновение озоновых дыр связывают с выбросами хлор-фтор-углерода (фреон 12, фреон 18).

- парниковый  эффект, представляет собой явление,  связанное с задержкой инфракрасного  излучения  нижними слоями  тропосферы за счёт увеличения  содержания так называемых парниковых газов, например, углекислого газа. Парниковый эффект приводит к изменениям климата. За последние 50 лет температура нижних слоёв атмосферы повысилась на 0,4°С, причем, данный процесс идёт неравномерно и наиболее ярко проявляется в полярных областях.

     Существуют следующие пути решения  проблем загрязнения воздушной  среды:

- экологизация  хозяйственной детальности, направленная  на снижение загрязнений атмосферы;

- переход  на малоотходные и безотходные   технологические процессы;

- усиление природоохранного контроля;

- изменение  правовой системы для повышения  юридической ответственности за  загрязнение природной среды  в целом;

- экономическое  стимулирование предприятий, использующих  экологически чистые технологии;

- повышение  уровня образования и воспитания для изменения общественного сознания и внедрения экологического императива

     С целью уменьшения влияния  загрязняющих веществ на атмосферу  используются санитарно-защитные  зоны и архитектурно-планировочные  мероприятия. 

     Тема  «Водные ресурсы. Проблемы рационального использования, восстановления и охраны»

     В России насчитывается 120 тыс. рек  длиной свыше 10 км. Общий речной сток составляет 4259 км³ и по этому показателю Россия уступает лишь Бразилии (9,5 тыс. км³). На бассейн Северного Ледовитого океана приходится 90% общего годового объема речного стока (Енисей с Ангарой, Лена с Витимом, Вилюем и Алданом, Обь с Иртышом, Печора, Северная Двина, Колыма и др.). На одного человека в стране приходится около 30 тыс. м³ речного стока в год (в Норвегии 96,4 тыс., Канаде – 94,7 тыс. и Бразилии – 62,8 тыс. м³). Водообеспеченность речным стоком одного человека на Дальнем Востоке 300 тыс., Восточной Сибири 136 тыс., Севере – 91 тыс. м³ в год. Недостаточно обеспечены собственными водными ресурсами Астраханская, Белгородская, Воронежская, Курская и Ростовская области, Калмыкия и другие субъекты.

     Вода основных рек России –  Волги, Дона, Кубани, Оби, Енисея, Лены, Печоры – оценивается как  "загрязненная", а их притоки  – Ока, Кама, Томь, Иртыш, Тобол  Миасс, Тура – являются "сильно загрязненными". 70% поверхностных и до 30% подземных вод потеряли питьевое значение и перешли в категории загрязненности "условно чистая" и "грязная", 70% населения России потребляют воду, не соответствующую стандартам питьевой воды. Загрязнение водных объектов подразделяется на минеральное, органическое, бактериальное, биологическое и тепловое. В бассейне Дона растет загрязнение нитратным азотом (NH₄O) – 15 ПДК, фенолами – 13 ПДК, аммонийным азотом – 8 ПДК, медью – 5 ПДК; в бассейне Волги соединениями меди – 26 ПДК, нефтепродуктами – 7 ПДК, фенолами – 5 ПДК; Енисея – соединениями меди – 13 ПДК, цинком – 23 ПДК.

     Процесс деградации малых рек  России, особенно в степной и  лесостепной зонах, продолжается, так как антропогенная нагрузка на них особенно возросла во второй половине ХХ века. Это привело к понижению стока, активному заилению, деформации русел и разрушению речных экосистем.

     В поверхностные водные объекты  и на рельеф местности ежегодно  сбрасывается 50-55 млрд м³  сточных вод, в том числе 17,7 млрд. м³  загрязненных сточных вод.  В составе сточных вод сбрасывается 6,7  млн. т хлоридов, 2,2 млн т сульфатов, 375 тыс. т нитратов и других загрязняющих веществ. Наибольший сброс загрязненных производственных и коммунальных сточных вод приходится на бассейн Каспийского моря (45%), в том числе Волги – 41%, в водные объекты Карского моря (21%), Балтийского моря (11%).

     Водоемкость – эффективность использования  водных ресурсов. Водоемкость национального  дохода определяется по формуле:

                                       , где

     V - объем национального дохода;

     R₁ – годовое потребление свежей воды;

     R₂ – годовой объем оборотного водоснабжения.

Водоемкость национального  дохода в России по-прежнему остается очень высокой.

Основные  направления использования  водных ресурсов

     Водные ресурсы используются  практически по всем сферам  хозяйственной деятельности человека, при этом водный баланс на  каждой территории отличается  своими особенностями. Первое  место в мире по использованию водных ресурсов приходится на сельскохозяйственное потребление, при этом оно ежегодно возрастает. Площадь орошаемых земель в мире составляет примерно 230 млн. га. Эти земли дают половину сельскохозяйственной продукции. При этом на орошение 1 га расходуется в среднем от 12 до 15 тыс. кубометров воды в год, кроме того необходимо учитывать потери в оросительных сетях. С каждым годом растет использование воды и для животноводства. Так для производства  1кг молока требуется 4 тонны воды, а  для производства 1 кг мяса примерно 25 тонн воды. В России сельскохозяйственные нужды используется около 22% воды от общего  ее использования  в  национальной экономике в целом.

     На втором месте в мире по  использованию водных ресурсов находится промышленное водопотребление, которое также ежегодно увеличивается. В России доля промышленного потребления водных ресурсов составляет примерно 33% от общего водопотребления. Самыми водоёмкими отраслями являются:

-  химия органического синтеза;

-  металлургия;

-  целлюлозно-бумажная  промышленность.

     На третьем месте  по водоиспользованию  находится коммунально-бытовое водоснабжение.  Считается, что физиологическая  потребность воды человека составляет 8-10 литров в сутки. В Москве в среднем расходуется  700 л воды на человека в сутки, а в Париже примерно  220 л.

     Четвертое место в данной классификации  занимает рыболовство и рыбное  хозяйство. В России на данные  нужды приходится 12% потребляемой  воды.

     Кроме того водные ресурсы используются так же так же для развития гидроэнергетики и активно в качестве транспортных путей.

     Учёт водных ресурсов ведется  в форме водного кадастра. В  водный кадастр вносятся сведения  о каждом водоёме. При этом  учитываются виды водопользования для каждого водоема, экологическая ситуации и качество воды, осуществляется экономическая оценка водных ресурсов на каждом водохозяйственном участке. По водному кодексу России все участники водохозяйственной деятельности  подразделяются на водопользователей и водопотребителей. Процесс водопользования  является платным,  использование воды оплачивается в зависимости от вида пользования и от уровня загрязнения воды, то есть от наличия  сброса сточных вод. Ставки платы определяются правительством России: Министерством природных ресурсов и экологии и Федеральным агентством водных ресурсов.

      Для управления использованием  водных  ресурсов по каждой  территории рассчитывается водный  баланс. Балансовые схемы расходования  воды, сырья и загрязнений служат одним из исходных материалов при составлении экологических паспортов предприятия по ГОСТ 17.0.04 – 90 в разделе характеристики водопотребления, водоотведения и очистки вод, а также паспорта водного хозяйства населенных пунктов.

     Совместные схемы водообеспечения и водоотведения промышленных предприятий и населенных мест разрабатываются при проектировании на основе технико – экономического сравнения вариантов с целью комплексного решения водохозяйственных проблем района, города или региона. 

Экологические проблемы использования водных ресурсов

     Главной экологической проблемой  использования водных ресурсов  является   их загрязнение.  Выделяют физические, химические  и биологические виды загрязнения  водных ресурсов. Эти загрязнения  попадают в воду вместе со сточными водами и с осадками в результате вторичных процессов в самих водоёмах.

     По степени опасности воздействия  на состояние воды на первом  месте находится сельское хозяйство,  так как  сельскохозяйственные  стоки содержат в себе химические  и биологические загрязнения. С данной точки зрения особенно опасными являются загрязнения, осуществляемые крупными животноводческими  комплексами.

     На втором  месте по степени  опасности находится  жилищно-коммунальное  хозяйство, так  в России  более 80% городских стоков относится либо к неочищенным либо к частично очищенным.