Для того чтобы получить целостное представление об экологии, понять ее истоки и роль, которую она играет среди наук, изучающих живые организмы, следует предварительно ознакомиться с наиболее важными для любой биологической науки (каковой экология по сути своей является) общими принципиальными положениями.
Живая система при всей сложности ее организации состоит из биологических макромолекул: нуклеиновых кислот (ДНК и РНК), белков, полисахаридов, а также других важных органических веществ. Следует подчеркнуть, что именно с молекулярного уровня начинаются разнообразные и чрезвычайно сложные процессы, лежащие в основе жизнедеятельности организма: обмен веществ и превращение энергии, передача наследственной информации и другие.
Поток солнечной энергии воспринимается молекулами живых клеток, преобразуется в энергию химических связей. Создаваемые таким образом (при фотосинтезе) химические вещества последовательно переходят от одних организмов к другим: от растений к растительноядным животным (заяц), от них — к плотоядным животным первого порядка (лиса), затем второго порядка (волк) и так далее. Этот переход рассматривается как последовательный упорядоченный поток вещества и энергии.
Поступающая энергия требуется для осуществления жизненно важных процессов, но в первую очередь для химического синтеза веществ, используемых для построения и восстановления структур клетки и организма. Подчеркнем, что живые существа способны использовать только два вида энергии — световую (энергию излучения Солнца) и химическую (энергию связей химических соединений , содержащихся в пище). Этот признак и разделил живые организмы на фототрофы и хемотрофы.
Жизнь — высшая форма организации материи. В то же время, по мнению академика В.А. Энгельгардта, у живой материи практически нет таких свойств, каких не существовало бы у неживой материи. Живое отличается от неживого только совокупностью особенностей.
Все живые организмы биосферы подразделяются на четыре царства: прокариоты (доядерные), животные, грибы и растения.Прокариоты — это простейшие организмы, клетки которых не имеют истинного ядра. К ним относятся бактерии и сине-зеленые водоросли.
Ныне слово «экология» стало весьма популярным, этот термин нередко употребляют в сочетании с такими словами, как общество, культура, семья, здоровье и так далее. Наиболее часто применяют это слово, указывая на неблагополучное состояние окружающей нас природы.
Аутэкология, изучающая взаимоотношения представителей того или иного вида с окружающей его средой, в основном опирается на исследования процессов адаптации видов к окружающей среде, в особенности к абиотическим факторам парных взаимодействий (организм — фактор). Именно поэтому ее часто называют факториальной экологией.
Экологический фактор — это любое условие среды, способное оказывать прямое или косвенное влияние на живой организм хотя бы на протяжении одной из фаз его индивидуального развития. В свою очередь, организм реагирует на экологический фактор специфическими приспособительными реакциями, т.е. адаптируясь к ним.
Несмотря на многообразие влияния экологических факторов, можно выявить общий характер их воздействия на организм.Условия среды, в которых какой-либо фактор (или совокупность факторов) выходит за пределы зоны комфорта и оказывает угнетающее действие, в экологии часто называют экстремальными.
В процессе приспособления к неблагоприятным условиям среды организмы смогли выработать три основных пути избегания последних.Активный путь — это путь, способствующий усилению сопротивляемости, развитию регуляторных процессов, которые позволяют осуществить все жизненные функции организмов, несмотря на неблагоприятные факторы. Так, теплокровные животные — птицы и млекопитающие, обитая в условиях изменчивой температуры, поддерживают внутри себя постоянную температуру, которая оптимальна для биохимических процессов в клетках тела. Вполне очевидно, что такое активное сопротивление влиянию внешней среды требует больших затрат энергии, которую им надо постоянно восполнять, а также специальных приспособлений во внешнем и внутреннем строении организмов.
Существует ряд экологических факторов абиотической природы, влияние которых на живые организмы почти везде практически одинаково. К ним, например, относится сила тяготения (гравитация), являющаяся константой среды жизни, одним из важнейших ее условий. Она определяет форму тел организмов, особенно многоклеточных. Диоксид углерода в атмосфере и гидросфере определяет явление фотосинтеза — основу всей жизни. Однако в связи с тем, что действие их не создает локальных различий в условиях жизни, оно во многих работах, которые направлены на практические цели, не рассматривается. В каждой среде обитания на организмы действует своя совокупность абиотических факторов. Некоторые из них играют важную роль во всех трех основных средах (в воде, прчве и на суше) или в двух. Рассмотрим важнейшие из них, мысленно обособив от остальных.
Очевидно, что в природной обстановке на каждый организм или группу организмов действуют не только абиотические факторы, но и остальные живые существа. Последние являются неотъемлемой частью среды обитания и относятся поэтому к категории биотических факторов. К ним обычно относят совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на другие. Биотические факторы среды будут рассмотрены в последующих главах.
Значение отдельных экологических факторов в комплексном действии среды неравноценно. Поэтому среди последних выделяют ведущие (главные) экологические факторы и второстепенные (сопутствующие). В качестве ведущих выступают те факторы, которые необходимы для жизнедеятельности организма. Для разных видов требуются обычно различные ведущие факторы, даже если организмы живут в одном месте. В то же время следует отметить, что в разные периоды развития организма имеет место смена ведущих факторов, что особенно характерно для растений. Так, например, для эфемероидов в период цветения ведущим фактором является свет, а в период формирования семян — достаток во влаге и минеральных веществах.
Как рациональнее произвести посадку леса с учетом возрастания конкуренции между деревьями по мере роста: сразу на расстояние, соответствующее площади питания взрослого дерева, или более густо с последующим прореживанием? Объясните Вашу точку зрения.
Любой вид приспосабливается к постоянно изменяющимся условиям существования и утверждает себя во внешней, часто неблагоприятной среде не индивидуально и даже не как простая сумма особей, а в форме определенных и своеобразных группировок организмов. Последние представляют собой единое функциональное целое — популяцию.
Являясь групповыми объединениями особей, популяции обладают рядом специфических показателей, которые не присущи каждой отдельно взятой особи. При этом выделяют две группы количественных показателей — статические и динамические.
В экологии достаточно широкое распространение получила концепция иерархии (соподчиненности) популяций в зависимости от размеров занимаемой ими территории. Н.П. Наумов, например, ввел понятия элементарной, экологической и географической популяции, которые, в свою очередь, входят в ареал вида.
Любой популяции присуща определенная организация. Распре-деление.особей по территории, соотношение групп особей по полу, возрасту, морфологическим, физиологическим, поведенческим и генетическим особенностям отражают соответствующую структуру популяции: пространственную, половую, возрастную и т.д. Структура формируется, с одной стороны, на основе общих биологических свойств видов, а с другой — под влиянием абиотических факторов среды и популяций других видов. Поэтому важно подчеркнуть откровенно приспособительный характер структуры популяции.
Динамика популяции — это процессы изменений ее основных биологических показателей во времени. При этом особенное значение в изучении динамики популяции придается изменениям численности особей, биомассы и популяционной структуры. Динамика популяции — одно из наиболее значимых биологических и экологических явлений. Образно говоря, жизнь популяции проявляется в ее динамике.
Организованная группа взаимосвязанных популяций растений, животных, грибов и микроорганизмов, живущих совместно в практически одних и тех же условиях среды, называется биоценозом (от греч. bios — жизнь, koinos — общий).
Согласно классификации В.Н. Беклемишева (1951 г.), прямые и косвенные межвидовые отношения подразделяются на четыре типа: трофические, топические, форические и фабрические.Трофические связи возникают в том случае, когда один вид питается другим (живым организмом, его остатками либо продуктами жизнедеятельности). При этом возможна как прямая трофическая связь (пчела собирает нектар растений), так и косвенная. Последняя, например, имеет место в случае конкуренции двух видов из-за объекта питания, тогда деятельность одного так или иначе отражается на количестве и качестве питания другого.
Под структурой биоценоза понимают достаточно четко выраженные закономерности в соотношениях и связях его частей. Она многопланова, поэтому при ее изучении обычно выделяют различные аспекты.Видовая структура биоценоза характеризует разнообразие в нем видов и соотношение их численности или массы. При этом разли-чют бедные и богатые видами биоценозы. Так, везде; где условия абиотической среды приближаются к оптимальным для жизни, возникают чрезвычайно богатые видами сообщества: тропические леса, долины рек в аридных районах и т.д. Напротив, в полярных арктических пустынях и северных тундрах при дефиците тепла, а также в безводных жарких пустынях сообщества сильно обеднены, поскольку лишь немногие виды могут приспособиться к таким неблагоприятным условиям..
В то же время, изменения, которые по тем или иным причинам (например, вследствие изменения климатических условий) возникают в биоценозах, по-разному влияют на их устойчивость. Так, если один вид вытеснит другой, то существенных изменений в биоценозе не произойдет, особенно в том случае, когда этот вид не относится к числу массовых. Поэтому при замене одного хищника (куницы) в лесу на другого (соболя), который способен себе добывать пищу как на земле, так и на деревьях, биоценоз леса сохранит все свои основные черты.
Нейтрализм: оба вида независимы и не оказывают друг на друга никакого влияния.Конкуренция (межвидовая): особи или популяции в борьбе за пищу, местообитание и другие необходимые для жизни условия воздействуют друг на друга отрицательно. Острые конкурентные отношения, соперничество наблюдаются как в животном, так и в растительном мире. В условиях ограниченных пищевых ресурсов два одинаковых в экологическом отношении и потребностях вида сосуществовать не могут, и рано или поздно один конкурент вытесняет другого («закон конкурентного исключения» Г.Ф. Гаузе).
Чрезвычайно высокая интенсивность потоков вещества из неорганической природы в живые тела давно привела бы к полному исчерпанию запасов необходимых для жизни соединений, то есть биогенных элементов. Но этого не происходит, и жизнь не прекращается, так как указанные элементы постоянно возвращаются в окружающую среду. И происходит это благодаря биоценозам, в которых в результате пищевых отношений между видами синтезированные растениями сложные органические вещества превращаются в конце концов в такие простые соединения, как диоксид углерода, вода, ряд элементов, которые могут быть снова использованы растениями в процессе фотосинтеза. Так возникает биологический круговорот вещества. Следовательно, биоценоз, будучи и сам по себе сложной системой живых организмов, является частью еще более сложной системы. В последнюю, помимо живых организмов, входит и их неживое окружение, которое содержит различные вещества и энергию, необходимые для развития и обеспечения жизнедеятельности.
Предварительно необходимо определиться в этих терминах.Поток вещества — перемещение последнего в форме химических элементов и их соединений от продуцентов к редуцентам (через консументы или без них).Поток энергии — переход энергии в виде химических связей органических соединений (пищи) по цепям питания от одного трофического уровня к другому (более высокому).
Органическая масса, создаемая растениями за единицу времени, называется первичной продукцией сообщества, а продукция животных или других консументов — вторичной. Очевидно, что вторичная продукция не может быть больше первичной или даже равной ей. Продукцию выражают количественно в сырой или сухой массе растений либо в энергетических единицах — эквивалентном числе джоулей.
Биоценозы, независимо от их сложности, динамичны, в них постоянно происходят изменения в состоянии и жизнедеятельности их членов и соотношении популяций. Указанные изменения можно свести к двум основным типам: циклическим и поступательным.
Благодаря невероятному разнообразию жизни на Земле, в цри-роде практически нет абсолютно сходных особей, популяций, видов и экосистем. Природные сообщества могут включать сотни и тысячи видов: от микроскопических бактерий до огромных деревьев и многотонных животных. Казалось бы, усложнение экосистемы, в частности, ее видового состава, должно было негативно отражаться на устойчивости сообщества. Тем не менее практические наблюдения полностью опровергают это предположение.
По сути на базе таких искусственных экологических систем человек необдуманно стремится создать экологический абсурд; агроценоз должен состоять из одного, реже двух видов культурных растений, а идеальная для него пищевая цепь — всего из двух звеньев: «растение — человек» или «растение — домашние животные». В природе такая система из-за своей неустойчивости невозможна.
Изучая биосферу как особую оболочку земного шара, необходимо предварительно ознакомиться со строением Земли. Это даст возможность глубже понять, в каких условиях формировалась жизнь, что ее защищает, а что представляет угрозу ее существованию.
Возникшая 3,5-4,0 млрдлет назад, современная биосфера включает живые организмы (около 3 млн видов), их остатки, зоны атмосферы, гидросферы и литосферы, населенные и видоизмененные этими организмами.Следовательно, биосфера — это та область Земли, которая охвачена влиянием живого вещества. С современных позиций биосферу рассматривают как наиболее крупную, глобальную экосистему, поддерживающую планетарный круговорот веществ.
Химический состав живых организмов во многом отличается от состава атмосферы и литосферы. Он ближе к химическому составу гидросферы по абсолютному преобладанию атомов водорода и кислорода. Но в отличие от гидросферы, в организмах относительно велика доля углерода, кальция и азота.
Размещение биогеоценозов на планете, как и их формирование, зависит от условий их существования. Известный эколог Ю. Одум предложил различать следующие экосистемы (биогеоценозы) Земли.Мировой океан. Океаны, их четыре, в целом составляют Мировой океан, занимающий почти 70% поверхности Земли и содержащий около 96,5% от общих запасов воды (табл. 5.3).
Поток энергии в биосфере. Живая оболочка планеты непрерывно поглощает не только энергию Солнца, но и идущую из недр Земли; энергия трансформируется и передается от одних организмов к другим и излучается в окружающую среду. Следует четко представлять себе, что является источниками энергии в биосфере, куда «текут» энергетические потоки и какова их роль в создании биомассы.
Общие понятия. Так как Земля есть конечное физическое тело, то любые химические элементы (в чистом виде или в виде соединений) также физически конечны. За миллионы лет их ассимиляции фотосинтетиками, т.е. превращения в более сложные вещества, они должны, казалось бы, быть давно исчерпанными, полностью связанными в мертвой органике, превратиться в косную материю. Однако этого не происходит.
Этот термин означает систему закономерных изменений состояния среды обитания живых организмов и соответственно состояния самих этих организмов, а также непрерывных их нарушений.Как известно, к границам биосферы подходят различные виды космических и, прежде всего, солнечных потоков вещества и энергии (видимый свет, тепловые инфракрасные лучи, ультрафиолетовое и радиоактивное излучение, а также коротковолновое и рентгеновское излучение); большая их часть задерживается в высоких слоях атмосферы и на границе ее с космическим пространством. При этом первопричиной динамики биосферы является поток поступающей на Землю солнечной энергии. Проходя через атмосферу и попутно взаимодействуя с ней, он определяет совокупность климатических процессов. Конкретные состояния последних в каждом месте в каждый момент времени называют погодой.
Уникальность нашей планеты состоит в том, что на ней есть жизнь, которая пронизывает не только водную и воздушную сферы, но и часть земной толщи. Что же позволяет жизни во всех ее формах и проявлениях быть достаточно устойчивой во времени и пространстве? В попытке ответить на этот весьма сложный вопрос следует учесть, что жизнь в значительно большей степени есть явление космическое, нежели земное. Результаты исследований последних лет показывают, что строение, эволюция биосферы, как и устойчивость последней, предопределены начальными условиями, которые существовали до современного состояния Вселенной, и самим происхождением Космоса.
Человек есть продукт сложнейших эволюционных процессов, которые протекали в течение сотен миллионов лет. Являясь вершиной развития материи, современный человек сложился как био-психосоциальное существо, жизнедеятельность которого может быть охарактеризована биологическими, психическими и социальными показателями. Биологические выражаются в различных функциях организма человека, его непосредственных связях с окружающей природной средой, без которых он просто не может существовать физически. Под психическими следует понимать внутренний духовный мир человека и его проявления, а под социальными — «встроенность» человека в сложившиеся отношения в коллективе, в сообществе людей.
Рассматриваемые в данном разделе вопросы имеют важное значение для характеристики специфической роли человечества в биосфере и лучшего понимания причин современного экологического кризиса и прогнозирования его последствий. Основой для их рассмотрения является анализ степени согласования деятельности человечества с экологическими законами, правилами и принципами.
За истекшее столетие в человеческом обществе произошли два важнейших сдвига. Во-первых, резко увеличилась численность населения Земли (до 6,0 млрд человек в 2000 г.) и имеется тенденция дальнейшего ее возрастания. Еще в начале 50-х годов эта цифра была вдвое меньше. Во-вторых, значительно выросли промышленное производство, выпуск энергии и продуктов сельского хозяйства, хотя и не адекватно росту населения.
Геоэкосоциосистемы. На любой ступени своего развития общество, являя собой сплетение множества связей и отношений между людьми, предстает как совокупность социальных систем различного уровня. Характеризуясь индивидуальными потребностями, каждый человек внутри общества стремится удовлетворять и особые «социальные» потребности, среди которых важнейшими являются: общение (коммуникация) между членами общества и отдельными коллективами; производство энергии, продуктов питания, товаров, услуг и их распределение; защита от природных и антропогенных катастроф и других опасностей, в частности, военного характера; обеспечение надлежащего воспроизводства населения и его структуры, т.е. демографической политики; передача новым поколениям определенной культуры, в т.ч. экологической, в процессе воспитания и образования.
Что же такое человечество? Естественное ли это продолжение природы и венец ее творения или оно представляет собой инородное тело, жизнедеятельностью своей несущее гибель всем другим существам, своего рода раковая опухоль в организме природы? Такая постановка вопроса логически оправдана, ибо в биосфере нет такого вида, который фактически осознанно подрывал бы устои своего существования. Некоторые ученые формулируют вопрос и таким образом: является ли человечество этапом в эволюции материи или материя, породив человека, заложила в нем основу уничтожения самое себя, а точнее биосферы.
Загрязнение окружающей среды — это любое внесение в ту или иную экологическую систему (биогеоценоз) не свойственных ей живых или неживых компонентов, физических или структурных изменений, прерывающих или нарушающих процессы круговорота и обмена веществ, потоки энергии и информации с непременными последствиями в форме снижения продуктивности или разрушения данной экосистемы.
Рост численности населения на планете и интенсификация человеческой деятельности в связи с научно-технической революцией неминуемо приводят к резкому росту антропогенного влияния на природу. Как следствие, на Земле происходит перераспределение водных ресурсов, изменение местного климата, преобразование некоторых черт рельефа. Из недр планеты ежегодно извлекается свыше 120 млрд т полезных ископаемых, выплавляется 800 млрд т различных металлов, производится более 60 млн т синтетических материалов, вносится в почву свыше 500 млн т минеральных удобрений и около 3 млн т различных ядохимикатов.
Источники загрязнения атмосферы подразделяются на естественные (природные) и искусственные (антропогенные). Естественные (извержения вулканов, пыльные бури, лесные и степные пожары) мало влияют на общий уровень загрязнения. Наиболее опасными источниками загрязнения атмосферы являются антропогенные. Мировое хозяйство ежегодно выбрасывает в атмосферу более 15 млрдтС02,200 млн т СО, более 500 млн т углеводородов, 120 млн т золы, более 160 млн т оксидов серы и 110 млн т оксидов азота и др. Общий объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферу составляет, по некоторым данным, более 19 млрд т.
Под этим выражением, часто употребляемым в последнее время, понимают особо опасные явления, которые возникают в окружающей среде в результате непродуманной в экологическом перспективе хозяйственной деятельности человека, и могущие оказаться вредными для него самого.
Чрезвычайная ситуация (ЧС) — состояние, при котором в результате возникновения источника чрезвычайной ситуации на объекте, определенной территории или акватории нарушаются нормальные условия жизни и деятельности людей, возникает угроза их жизни и здоровью, наносится ущерб имуществу населения, народному хозяйству и окружающей среде.
Стихийные бедствия — природные явления или процессы, которые создают катастрофические экологические ситуации и, как правило, сопровождаются нарушением условий жизнедеятельности населения, огромными людскими и материальными потерями.
Наводнение. К категории стихийных бедствий относят наводнение — временное затопление водой местности, прилегающей к реке, озеру или водохранилищу. Оно возникает из-за резкого увеличения притока талых или дождевых вод, загромождения русла реки льдом (весной), шугой (всплывшим на поверхность донным льдом), ветрового нагона воды в устьях рек или на низких побережьях морей (обычно в заливах и на островах). Особый случай наводнения — прорыв дамбы польдера или плотины на реке. Польдер — осушенная, возделанная и защищенная от затопления дамбой прибрежная болотистая низменность, лежащая ниже уровня моря (в Нидерландах, Дании, ФРГ).
Эпидемия — быстрое и непрерывное распространение инфекционной болезни в пределах какой-то совокупности организмов или определенного региона, уровень которой гораздо выше обычно регистрируемого на данной территории. Все инфекционные болезни подразделяются на кишечные, дыхательных путей (аэрозольные), кровяные (трансмиссивные), наружных покровов (контактные).
Техногенные чрезвычайные ситуации есть непосредственное следствие деятельности человека; они подразделяются на аварии и катастрофы.Авария — это чрезвычайное событие, которое возникает по конструктивным, производственным, технологическим и эксплуатационным причинам, а также в результате случайных внешних воздействий. Оно заключается в повреждении, выходе из строя, разрушении технических устройств и сооружений.
Социальные опасности — это опасности, получившие широкое распространение в обществе и угрожающие жизни и здоровью людей. Их распространение обусловлено особенностями поведения людей, отдельных социальных групп.
С точки зрения безопасности жизнедеятельности вооруженные конфликты есть совокупность вредных и опасных факторов, которые присущи всем стихийным бедствиям, производственным авариям и катастрофам.Количество вооруженных конфликтов в мире неуклонно растет. Так, частота войн в XX веке превысила среднюю частоту за всю историю в 1,5 раза, а во второй половине века — в 2,5 раза. В девяностых годах в мире ежегодно происходило порядка 35 крупных вооруженных конфликтов.
Замечено, что наиболее быстро возрастает число катастроф с высоким экономическим ущербом: за 30 лет их число увеличилось в 4,1 раза. За это же время число катастроф с пострадавшими возросло в 3,5, а катастроф с погибшими — в 2,1 раза.
К середине 80-х годов прошлого века — пику ядерных вооружений — две сверхдержавы — СССР и США накопили гигантские арсеналы атомного и термоядерного оружия: около 18 млрд т в тротиловом эквиваленте (А.М. Рябчиков, 1987 г.), что составляло более 3 т на каждого жителя планеты. В разгар наибольшего противостояния число ядерных боеголовок достигло 56400, причем мощность каждой из них была в среднем в 25 раз больше бомбы, взорванной над Хиросимой (около 13 кт). С учетом количества ядерного оружия еще трех держав (Франции, Англии и Китая) общая численность боеголовок составляла около 60 тыс.
Впервые химическое оружие (ХО) было применено во время первой мировой войны. При этом результатом было более миллиона пострадавших, в большинстве своем со смертельными и тяжелыми поражениями.В июне 1925 года представители 34 стран подписали в Женеве Протокол о запрещении применения на войне удушливых, ядовитых и других подобных газов и бактериологических средств. Через 10 лет итальянцы в ходе боевых действий нанесли 19 массированных химических ударов по войскам и населению Эфиопии. В 1937— 1945 годах Япония применила ХО во время войны против Китая, в результате чего поражения получили более 50 тысяч человек.
На международном конгрессе «Врачи мира за предотвращение ядерной войны» были приведены расчеты о возможных последствиях взрыва термоядерной бомбы мощностью 1 мегатонна (что примерно в 65 раз превышает мощность бомбы, сброшенной американцами в 1945 г. на г. Хиросиму) над городом с населением 1 млн человек. Непосредственно от ударной волны, теплового излучения и радиации погибнет 300 тыс. человек и около 400 тыс. человек будут ранены, обожжены и получат радиоактивное облучение. Сотни тысяч трупов будут представлять серьезную опасность с точки зрения распространения инфекционных заболеваний.
Биологическое оружие — одно из самых жестоких по своим последствиям средств ведения воины. Применить биологическое оружие пыталась еще Германия в первую мировую войну путем заражения лошадей противника возбудителем сапа.
Общие понятия и попытки классификации. Сразу после окончания Второй мировой войны у зарубежных специалистов возник интерес к возможности активного воздействия на природную среду в военных целях. В.В. Бутылкин и В.И. Думенко (1996) приводят причины такого внимания к использованию управляемых геофизических процессов в атмосфере, литосфере и гидросфере.
Несмотря на определенное смягчение в последние годы международной обстановки, военная опасность для многих стран планеты продолжает сохраняться. Наблюдается даже рост количества вооруженных конфликтов, что связано, в первую очередь, с нарушением военного равновесия в мире, последовавшем после ухода с политической арены такого мощного государства, каким был Советский Союз.
Человека В его жизни, как и общество в целом, подстерегают самые различные опасности (рис. 10.1). Одни опасности имеют объективную природу, например природные катастрофы, другие порождены хозяйственной и военной деятельностью, третьи человек создает себе сам. Все эти виды опасности отражаются в конечном итоге на жизни, здоровье, качестве профессиональной деятельности и благосостоянии человека.
Согласно Уставу Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), здоровье — это «состояние полного физического, душевного и социального благополучия, а не только отсутствие болезней и физических дефектов».
Внутри каждого организма существует особая среда, которая образована кровью, лимфой и другими растворами. Очевидно, что жизнедеятельность организма, его взаимоотношения с внешней средой неразрывно связаны и с внутренним его состоянием.
К таковым специалисты относят некоторые физические факторы, элементы и соединения, способные вызывать существенные преобразования биологических объектов. Уровень воздействия таких трансформеров определяется биологическими особенностями, возрастом пораженного организма, действующей концентрацией, длительностью воздействия, а также экологической обстановкой, сложившейся на время воздействия.
Общие понятия. Мутация (по Н.Ф. Реймерсу, 1990 г.) — резкое наследственное изменение организмов, меняющее их морфологические и/или физиолого-поведенческие признаки. Связано с изменением числа и структуры хромосом, с изменением структуры отдельного гена или их группы.
Курение. Курить — здоровью вредить. Согласно данным Министерства здравоохранения Китая, в стране умирают от болезней, вызванных курением, до 2 млн человек, а в целом более 3 млн человек. Это число может увеличиться в предстоящую четверть века в 3 раза. Содержащийся в табаке никотин относится к ядам, вызывающим сначала привыкание, а затем болезненное влечение — токсикоманию. Истинная зависимость от табака возникает у одной трети курильщиков.
Основной причиной снижения прироста населения является общая тенденция падения рождаемости, проявившаяся в России начиная с 1950 г. Этот год стал началом постоянного снижения рождаемости как городского, так и сельского населения. Здесь уместно напомнить, что для сохранения численности населения число детей на одну женщину должно составлять около 2,2, в России этот коэффициент суммарной рождаемости составляет лишь около 1,2 (рис. 10.6).
В ст.1 Закона РФ «О безопасности» (1992 г.) сказано, что «...безопасность — это состояние защищенности жизненно важных интересов личности, общества и государства от внутренних и внешних угроз».В конце XX века человечество осознало, что биосфера и ее составные части имеют пределы саморегуляции, самовосстановления, выше которых они могут деградировать необратимо. Вследствие этого дальнейшее устойчивое развитие человечества не может происходить вне сохранения биосферы. Так появилось понятие экологической безопасности.
Областью и формой взаимодействия производства и окружающей среды является природопользование.Различают экономический и социоэкологический принципы природопользования.Экономический принцип природопользования характерен для периодов развития общественного производства, когда антропогенные воздействия вызывали определенную реакцию природной среды и не нарушали при этом динамического равновесия в целом.
Природные ресурсы — важнейшие компоненты (материальные объекты и явления) окружающей человечество естественной среды, используемые для создания материальных и культурных потребностей общества. К ним относятся солнечный свет, вода, воздух, почва, растения, животные, полезные ископаемые и все остальное, что не создано человеком, но без чего он не может существовать ни как живое существо, ни как производитель материальных и духовных ценностей.
Для построения гармоничных отношений природы и человечества ему необходимо предварительно решить три важнейшие задачи.Первая состоит в формировании нового типа социального и экологического мышления, которое должно базироваться на новых моральных критериях общественного развития, исключающих чисто утилитарный подход к природе.
Тщательный учет имеющихся природных ресурсов есть непременный признак процветающего государства.Свод экономических, экологических, организационных и технических показателей, характеризующих количество и качество природного ресурса, состав и категории природопользователей, называется кадастром природного ресурса. Единого кадастра природных ресурсов не существует. Кадастры представлены по видам природного ресурса (рис. 11.8). Через определенное время (периодически) кадастры обновляются.
Красные книги — официальные документы, содержащие систематизированные сведения о животных и растениях мира, отдельных регионов или стран, состояние которых вызывает опасение за их будущее.Международный союз природы и природных ресурсов (МСОП), созданный в 1948 г., постоянно работает над Красной книгой. Виды, включенные в нее, подразделяются на пять категорий.
Каждый биологический вид неповторим, он содержит в себе информацию о развитии растительного и животного мира, которая имеет огромное научное и прикладное значение. Поскольку все возможности использования данного организма в отдаленной перспективе зачастую непредсказуемы, весь генофонд нашей планеты (за исключением, может быть, некоторых опасных для человека болезнетворных организмов) подлежит строгой охране. Необходимость охраны генофонда с позиций концепции устойчивого развития («коэволюции») диктуется не столько хозяйственными, сколько моральными и этическими соображениями. Человечество в одиночку не выживет.
Эффективной формой охраны природных экосистем, а также биотических сообществ являются особо охраняемые природные территории. Они позволяют сохранить эталоны (образцы) нетронутых биогеоценозов, причем не только в каких-либо экзотических, редких местах, но и во всех типичных природных зонах Земли.
Возрастающее воздействие хозяйственной деятельности на окружающую природную среду (ОПС) и его негативные последствия остро поставили вопрос о регулировании качества той среды, в которой живет и разносторонне проявляет себя человек.
Прямое воздействие — это нанесение организму временного раздражающего действия, вызывающего кашель, ощущение запаха, головной боли и подобных явлений, которые наступают при повышении пороговой концентрации вещества. Под косвенным воздействием имеются в виду такие изменения в окружающей среде, которые ухудшают нормальные условия обитания (например, увеличивают количество туманных дней, поражают зеленые насаждения и т.п.).
Согласно Правилам охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами, все водные объекты относятся к двум категориям: первая — источники хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также водоснабжения предприятий пищевой промышленности; вторая — объекты для спорта, купания и отдыха населения.
Принципы нормирования вредных веществ в почве существенно отличаются от принципов, положенных в основу нормирования их для водоемов, атмосферного воздуха и пищевых продуктов. Разница обусловлена тем, что прямое поступление вредных веществ через почву в организм человека невелико, оно ограничено немногими случаями прямого контакта с ней (игра детей в песочницах, употребление в пищу немытых овощей и т.д.). Вредные химические вещества, попавшие в почву, поступают в организм человека в основном через контактирующие с почвой среды: воду, воздух и растения.
Гигиеническая регламентация ионизирующего излучения осуществляется Нормами радиационной безопасности НРБ-96, Гигиеническими нормативами ГН 2.6.1.054-96. При этом основные дозовые пределы облучения и ЯДУустанавливаются для следующих категорий облучаемых лиц: 1) персонал — лица, работающие с техногенными источниками (группа А) или находящиеся по условиям работы в зоне их воздействия (группа Б); 2) все население, включая лиц из персонала вне сферы их производственной деятельности.
Нормативы ПДУ шума, вибрации, магнитных полей и иных вредных физических воздействий устанавливаются на уровне, который обеспечивает сохранение здоровья и трудоспособности людей, охрану растительного и животного мира, благоприятную для жизни ОПС.
Предельно допустимый выброс. Под выбросом понимается поступление вещества из соответствующего источника в атмосферу. ПДВ (г/с, т/год) устанавливается для каждого источника загрязнения атмосферы при условии, что выбросы вредных веществ от данного источника и от совокупности источников для населенного пункта с учетом перспективы развития промышленных предприятий и рассеивания вредных веществ в атмосфере не создадут концентрацию, превышающую их ПДК для населения, растительного и животного мира.
Эта проблема является сложной и во многом еще не решенной. ПДН — максимально возможные антропогенные воздействия на природные комплексы или ресурсы, при которых не происходит нарушения устойчивости экосистем.
Для атмосферного воздуха. Оценка состояния его экологического неблагополучия может проводиться в соответствии с требованиями «Критериев оценки экологической обстановки территорий для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия» (1992 г).
Стандарт — нормативно-технический документ, который устанавливает комплекс норм, правил, требований, обязательных для исполнения.Под экологической стандартизацией понимается установление единого и обязательного для всех объектов данного уровня системы управления экологических норм и требований.
Ответы: 1) возрастет; 2) снизится; 3) останется неизменным.Ответы: 1) увеличится; 2) снизится; 3) останется неизменным.
Системный подход к природоохранной политике означает обеспечение единства трех ее основных элементов — постановки целей, выбора инструментов их реализации и учета особенностей различных системных уровней этой политики (личность, предприятие, город, регион).
На государственном (иначе федеральном) уровне управление осуществляется Президентом, Федеральным собранием, Правительством РФ и специально уполномоченными на то органами. Главными из последних являются Министерство природных ресурсов РФ, Государственный комитет РФ по охране окружающей среды (Госкомэкологии России), Федеральная служба России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет) и Министерство РФ по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий (МЧС России).
Понятие мониторинга, его виды. Согласно закону РФ «О гидрометеорологической службе» (1998 г.), мониторинг ОПС — долгосрочные наблюдения за состоянием ОПС, ее загрязнением и происходящими в ней природными явлениями, а также оценка и прогноз состояния природной среды и ее загрязнения.
Понятие экологической экспертизы. При осуществлении различных проектов, особенно крупномасштабных, важно предусмотреть все возможные негативные воздействия планируемой хозяйственной деятельности на природные экосистемы, элементы техносферы и, естественно, здоровье самого человека. Поэтому почти одновременно с оценкой риска отдельных инженерных систем и сооружений (например, мостов) формировалась процедура, получившая название «оценка воздействия на окружающую среду» (ОВОС) или, как ее часто называют, «экологическая экспертиза».
Экологический контроль (ЭК) в целом — это проверка соблюдения предприятиями, организациями, т.е. всеми хозяйствующими субъектами и гражданами экологических требований по охране ОПС 1 обеспечению экологической безопасности общества.
Понятие экологического прогнозирования. Экологическое прогнозирование — предсказание возможного поведения природных систем, определяемого естественными процессами и воздействием на них человеческой деятельности.
Первым известным законом об охране окружающей среды считается эдикт 1273 года, запрещающий использование каменного угля для отопления жилищ Лондона. В России в этой части можно отметить ряд указов Петра I, направленных на охрану, рациональное использование и восстановление лесов, запрещение браконьерских способов ловли рыбы и др. В истории развития экологического законодательства последняя треть 20 века отмечена рядом постановлений, направленных на улучшение экологических ситуаций в отдельных регионах: бассейны рек Волги, Урала, Каспийское море, Байкал и др.
Основными путями охраны здоровья граждан в соответствии со ст. 2 Основ законодательства РФ об охране здоровья граждан являются: 1 соблюдение прав человека и гражданина в области охраны здоровья и обеспечение связанных с этими правами государственных гарантий; 2) приоритет профилактических мер в области охраны здоровья граждан; 3) доступность медико-санитарной помощи; 4) социальная защищенность граждан в случае утраты здоровья; 5) ответственность органов государственной власти и управления, предприятий, учреждений и организаций независимо от формы собственности, должностных лиц за обеспечение прав граждан в области охраны здоровья.
Ныне в России реализуется экономический механизм охраны ОПС, соответствующий критериям переходного периода к рыночной экономике. Главная его особенность состоит в ориентации не на плановое централизованное финансирование природоохранной деятельности, а в основном на экономические методы его регулирования и стимулирования.
Краеугольным камнем в структуре нового экономического механизма охраны окружающей среды и рационального природопользования являются такие экономические рычаги, как лицензия, договоры и лимиты. При их введении реализуется принцип: «хозяйствующий субъект обязан платить за природные ресурсы».
Принцип платности природопользования широко применяется в ряде экономически развитых стран; успешной его реализации за рубежом способствовала прежде всего соответствующая нормативно-правовая база, регулирующая, в частности, вопросы управления и контроля в сфере экологии.
Тенденция сокращения вмешательства государства в экономику, с одной стороны, и необходимость перехода от политики ликвидации уже нанесенного ущерба окружающей среде к предотвращению такового, с другой стороны, привели к усилению роли экономических рычагов охраны окружающей среды, имеющих целью оказать стимулирующее влияние на поведение загрязнителя и обеспечить сбор финансовых ресурсов, необходимых для осуществления мер по охране окружающей среды.
Возможность включения природоохранной деятельности в рыночные экономические механизмы объясняется тем, что подсчет прибыли предприятия (разность между доходами и затратами) может дать неверные результаты, если не учитывать «внешние эффекты», т. е. социально-экономический ущерб природной среде или/ и экономический ущерб другим предприятиям из-за увеличения ими издержек на очистку первичных ресурсов (воды, воздуха). Включение «внешних эффектов» в рыночный механизм, т.е. их «интернализация», позволяет преодолеть противоречие между общественными «выгодами и затратами» и «доходами и затратами» конкретных предприятий-загрязнителей. Основной причиной такого противоречия является загрязнение окружающей среды. Этот подход предполагает, что ущербы от загрязнения природной среды (если их правильно и точно подсчитать) должны полностью компенсироваться самими загрязнителями в виде платежей за выбросы и сбросы каждым источником загрязнения.
В ряде развитых стран большое внимание уделяется созданию специальных фондов охраны природы. Эти фонды формируются в целях последующего финансирования мероприятий по охране ОПС и использования экономических стимулов и ограничительных факторов для предприятий-загрязнителей.
В России экологические виды страхования ранее практически не применялись, если не считать практики Ингосстраха, который заключал договоры по страхованию ответственности судовладельцев за утечку нефтепродуктов из танкеров и загрязнение ими вод и побережья.
Согласно оценкам специалистов, затраты на ликвидацию экологических последствий от применения неэкологичной технологии в десятки раз превышают затраты, которые потребовались бы для разработки ее экологически чистого аналога. Характерными являются результаты социологического опроса Международного института Д. Г эллапа в 22-х наиболее развитых странах мира; главными причинами мирового экологического кризиса названы «бизнес и индустрия» и «плохие технологии».
Экологическими правонарушениями называются противоправные деяния, нарушающие природоохранительное законодательство и причиняющие вред окружающей природной среде и здоровью человека.Экологические правонарушения подразделяются на экологические проступки, не относящиеся к категории общественно опасных, и экологические преступления, которые посягают на экологическую безопасность общества, причиняют существенный вред ОПС и здоровью человека.
В соответствии с ранее предложенной классификацией видов мониторинга (гл. 11, п. 11.2) охарактеризуем средства контроля объектов окружающей среды с точки зрения используемых методов исследований. Все средства экологического контроля с точки зрения используемых методов исследования можно разделить на дистанционные и наземные.
Контроль загрязнения атмосферы. Впервые попытки изучения газовой оболочки Земли были предприняты великими русскими учеными М.В. Ломоносовым, а позднее Д.И. Менделеевым. Первая служба погоды в России появилась в 1872 году. Множеством экспериментальных данных подтверждена связь между загрязнениями атмосферы и ее метеорологическими параметрами.
Биологические методы. Система оценки степени загрязнения атмосферного воздуха, водоемов и почвы, основанная на учете состояния соответствующих экосистем, называется биоиндикацией. Методы биоиндикации основываются преимущественно на двух принципах: регистрации находок характерных организмов (биоиндикаторов) и анализе видовой структуры биоценозов.
Классификация радиометрических методов анализа, их роль в экологическом мониторинге.
Современная практика охраны окружающей природной среды и воздушного бассейна, в частности, используя мировой опыт в этой области, включает следующие подходы: 1) разработку соответствующих законодательных актов; 2) экологизацию технологических процессов; 3) организацию санитарно-защитных зон; 4) очистку выбросных газов от вредных веществ; 5) меры по снижению выбросов автотранспорта; 6) государственный экологический контроль за охраной атмосферного воздуха.
При строительстве, вводе в эксплуатацию, реконструкции и технической реконструкции предприятий должны предусматриваться меры по улавливанию, обезвреживанию вредных веществ, снижению или полному исключению загрязняющих выбросов в атмосферу. При этом указывается на необходимость соблюдения нормативов ПДВ, имея в виду, что совокупность выбросов от проектируемых и действующих предприятий не должна ухудшать качество атмосферного воздуха. Особо подчеркивается, что введение в эксплуатацию любых технологических установок, двигателей, транс-портнырс и иных передвижных средств и установок, независимо от того, произведены они на территории России или ввезены из-за рубежа, допускается только при наличии специальных сертификатов, подтверждающих их соответствие установленным экологическим нормативам.
Исходя из Санитарных норм и правил 2.2.1.5/2.1.1.567-96 «Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов», любые объекты, которые являются источниками выбросов в ОПС вредных веществ, а также источниками шума, вибрации, ультразвука, электромагнитных волн, радиочастот, статического электричества, необходимо в обязательном порядке отделять от жилой застройки санитарно-защитными зонами (СЗЗ). Поэтому СЗЗ стали ныне обязательными составными компонентами промышленного предприятия или иного объекта, являющихся источниками химического, биологического или физического воздействия на ОПС и здоровье человека.
Принцип улавливания основан на отделении взвешенных частиц от воздушных потоков за счет сил тяжести, инерции или центробежных сил. По конструкции это пылеосадительные камеры и циклоны.Весьма простыми устройствами являются пылеосадительные камеры, в которых за счет увеличения сечения воздуховода скорость пылевого потока резко падает, вследствие чего частицы пыли выпадают под действием сил тяжести. Пылеосадительные камеры (рис. 16.1) используют для очистки от крупных частиц пыли и применяют в основном для предварительной очистки воздуха. Эффективность улавливания в пылеосадительных камерах зависит от времени пребывания газов в камере и расстояния, проходимого частицами под действием гравитационных сил. В свою очередь, время пребывания газов зависит от объема камеры и скорости потока.
Многие промышленные газы, кроме пыли и золы, содержат вредные газообразные выбросы в виде оксидов серы, оксидов азота, сероводорода и другие. Улавливание газообразных примесей преследует две цели: санитарную очистку газов и использование улавливаемых компонентов для получения удобрений, кислот, серы и других ценных химических продуктов.
Наибольший выброс выхлопных газов имеет место при задержках машин у светофоров, при стоянке с невыключенным двигателем в ожидании зеленого света, при трогании с места и форсировании работы мотора. Поэтому в целях снижения выбросов необходимо устранить препятствия на пути свободного движения потока автомашин. В частности, сооружают специальные автомагистрали, не пересекающиеся на одном уровне с движением машин или пешеходов, специальные переходы для пешеходов на всех пунктах скопления машин, а также эстакады или тоннели для разгрузки перекрывающихся потоков транспорта.
Г осударственный мониторинг за состоянием атмосферного воздуха в основном проводит Росгидромет, который располагает 661 стационарным постом (в 236 городах и поселках), 107 химическими лабораториями и 53 кустовыми лабораториями. Так, в одной Москве действуют 36 стационарных постов, на них воздух оценивается по 30 стандартным показателям. При маршрутных наблюдениях и дополнительных обследованиях загрязнения атмосферного воздуха часто используются передвижные лаборатории. Так, лаборатории типа «Атмосфера» могут проводить ежегодно анализ до 5000 проб.
Водное законодательство включает Водный кодекс Российской Федерации и принимаемые в соответствии с ним федеративные законы и иные нормативные правовые акты, а также законы и иные нормативные правовые акты субъектов РФ (республик, краев, областей).
Государственный мониторинг водных объектов, являясь составной частью системы государственного мониторинга окружающей природной среды, включает мониторинг поверхностных водных объектов суши и морей, мониторинг подземных водных объектов, мониторинг водохозяйственных систем и сооружений.
В целях разработки комплексных мероприятий, имеющих целью удовлетворение перспективных потребностей в воде населения и народного хозяйства в сочетании с охраной вод, составляются генеральные, бассейновые и территориальные схемы.
К поверхностным относятся воды, постоянно или временно находящиеся на земной поверхности. Это воды рек, временных водотоков, озер, водохранилищ, прудов, водоемов, болот, ледников и снежного покрова.Меры Но их охране предусмотрены в Правилах охраны поверхностных вод, утвержденных Госкомприроды СССР от 21.02.91 г. Особое внимание в них уделено охране водных объектов при сбросе в них сточных вод.
Для поддержания водных объектов в состоянии, которое соответствует экологическим требованиям, исключает загрязнение, засорение и истощение поверхностных вод и сохраняет среду обитания животных и растений, организуют водоохранные зоны. Ими являются территории, примыкающие к акватории рек, водохранилищ и других поверхностных водных объектов; на них устанавливается специальный режим использования и охраны природных ресурсов, а также осуществления иной деятельности. В пределах указанных зон устанавливаются прибрежные защитные полосы, где не разрешается распахивать землю, рубить лес, размещать фермы и т.п.
При очистке сточных вод (СВ) производится разрушение или извлечение из них вредных веществ.Комплексом инженерно-технических сооружений и санитарных мероприятий, которые обеспечивают сбор и удаление за пределы населенных мест и предприятий загрязненных СВ, их очистку, обезвреживание и обеззараживание (уничтожение опасных микроорганизмов), является канализация.
Поверхностная гидросфера неразрывно связана с атмосферой, подземной гидросферой, литосферой и другими компонентами ОПС. Поэтому, учитывая взаимосвязь всех ее экосистем, нельзя обеспечить чистоту поверхностных водоемов и водотоков без соответствующей защиты подземных вод. Последняя заключается в предотвращении истощения запасов подземных вод и предохранении их от загрязнения.
ВРоссии свыше 2,5 млн малых (длиной до 100 км) рек. Они формируют почти половину суммарного объема речного стока, в их бассейнах проживает до 44% всего городского населения и почти 90% сельского (Ю.В. Новиков, 1998).
Методы очистки производственных сточных вод подразделяют-ся.на механические, химические, физико-химические и биологические.Для механической очистки применяют следующие сооружения: решетки, на которых задерживаются грубые примеси размером больше 5 мм; сита, задерживающие примеси СВ размером до 5 мм; песколовки, служащие для задержания минеральных загрязнений СВ, преимущественно песка; жироловки, маслоловушки, нефтеловушки, смолоуловители для улавливания из СВ соответствующих загрязнений, более легких, чем вода; отстойники для осаждения взвешенных веществ с удельным весом больше единицы.
Перспективны также технологии водообеспечения, которые характеризуются минимальным потреблением свежей воды. При замкнутой технологии предприятие забирает воду из природного источника, использует ее для производства продукции, после чего образовавшаяся СВ подвергается глубокой очистке и вновь возвращается в цикл. Имеющиеся небольшие потери воды, например при испарении, пополняются посредством забора свежей воды (рис. 17.8).
Важнейших среди водоохранных проблем является разработка эффективных с эколого-гигиенических позиций методов подготовки поверхностных вод для питьевых целей.Загрязнение природных источников питьевого водоснабжения при недостаточной эффективности работы водоочистных сооружений влечет за собой ухудшение качества подаваемой потребителям питьевой воды и создает опасность для здоровья населения во многих регионах России, обусловливает высокий уровень заболеваемости кишечными инфекциями, гепатитом, увеличивает степень риска воздействия на организм человека канцерогенных и мутагенных факторов.
В 1997 г. правительство России утвердило «Положение об осуществлении государственного контроля за использованием и охраной водных объектов», в соответствии с которым указанный контроль осуществляют Министерство природных ресурсов (МПР), отделы государственного контроля за использованием и охраной водных объектов территориальных органов (бассейновых органов, которые функционируют на территории субъекта Российской Федерации).
Основной запас поверхностных вод нашей планеты приходится на Мировой океан, объем которого составляет около 1338 млн км3.Воды Мирового океана представляют собой единое целое и имеют более или менее постоянный состав. Исключение составляют лишь воды некоторых внутренних морей и прибрежные акватории, которые подвергаются наибольшему антропогенному воздействию.
Здоровье человека, как известно, определяется воздействием целого ряда факторов: наследственностью, образом и качеством жизни, качеством среды обитания. Роль каждого из этих факторов в развитии заболеваний человека очень изменчива. Согласно мнению экспертов ВОЗ, неблагоприятные условия окружающей среды обусловливают от 25 до 33% заболеваний, регистрируемых в мире. В 18% случаев причиной преждевременной смерти или заболевания жителей развивающихся стран становятся именно условия окружающей среды; из них 7% приходится на проблемы с водоснабжением и канализацией, 4% — на загрязнение воздуха внутри помещений, 3% — на заболевания, вызванные переносчиками инфекций, 2 % — на загрязнение воздуха в городах, 1 % — на воздействие отходов промышленности и сельского хозяйства. В пределах субсахарской Африки эта цифра увеличивается с 18 до 26,5%, что связано, в первую очередь, с кризисом систем водоснабжения и канализации (10%) и болезнями, вызываемыми переносчиками инфекций (9%).
Питьевая вода должна быть безвредна для здоровья человека, иметь хорошие органолептические показатели (вкус, цвет, запах), пригодна для хозяйственно-бытовых процессов. Ее показатели качества должны отвечать требованиям ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая».
Требования, предъявляемые к воде, показателям ее качества, обусловливают выбор методов очистки природной воды. Ниже перечислены методы, наиболее часто применяемые на практике.Осветлением называют процесс удаления из воды взвешенных частиц. Самые крупные из них удаляют отстаиванием, которое применяют как самостоятельный процесс или в сочетании с коагуляцией. Для ускорения процесса осветления фильтруют воду через слой зернистого материала — песка, антрацита, керамзита и т.п., причем скорость фильтрования определяется размерами частиц.
Ситуация с пресной водой, особенно питьевого качества, неблагоприятна для России: с 1970 по 2000 гг. водообеспеченность в стране уменьшилась на 11,7 %.Некоторые водные объекты (согласно Институту водных проблем РАН, до 12% их числа) по качеству воды не пригодны для питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения (реки Нева, Томь, Ока, Урал). В бассейнах рек Дона и Кубани имеются противоречия между промышленностью, сельским хозяйством и жилищно-ком-мунальным комплексом.
Обеспечение питьевой водой требуемого качества и в количестве, достаточном для удовлетворения жизненных потребностей, является неотъемлемым правом граждан России.В конце 90-х годов прошлого века была разработана Федеральная целевая программа (ФЦП) «Обеспечение населения России питьевой водой». Она предусматривала поэтапное комплексное решение проблемы питьевого водоснабжения, определила основные направления программных мероприятий и механизмы их реализации.
В России сложилась такая система централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения, которая может быть охарактеризована как естественная государственная монополия. Входящие в неё муниципальные водопроводы за редким исключением планово убыточны, поэтому они объективно заинтересованы в улучшении качества выпускаемой питьевой воды (монопродукции), повышении ее отпускной цены и решении за счет этого своих экономических и экологических проблем. Однако в настоящее время, когда маловероятно получение надлежащих объемов государственных и частных инвестиций, наиболее реальным направлением является, по нашему мнению, поиск и использование скрытых резервов самих предприятий и тех преимуществ, которые даёт рыночная экономика.
Поможет ли диверсификация (расширение номенклатуры выпускаемой продукции) унитарных предприятий водоснабжения улучшить структуру водопотребления и снизить остроту проблемы питьевой воды в регионах с кризисной экологической обстановкой? Ответ сформулируйте с эколого-экономических позиций.
Количество бытовых отходов в расчете на одного человека увеличивается примерно на 1—4%, а по массе на 0,2—0,4% в год и в настоящее время составляет, кг/год: в благоустроенных зданиях — 160— 190, в неблагоустроенных зданиях — 600—700. Проблема указанных отходов в настоящее время весьма остро стоит во многих странах мира. В частности, в городах США образуется ежегодно около 150 млн т отходов и ожидается к 2000 г. увеличение их количества еще на 20 %. В значительно меньшей по размеру Японии количество образующихся бытовых отходов превышает 72 млн т ежегодно.
Статья 54 Закона РФ «Об охране окружающей природной среды», установила, что местные органы власти, предприятия, учреждения, организации, граждане обязаны принимать эффективные меры по обезвреживанию, переработке, утилизации, складированию или захоронению производственных и бытовых отходов, соблюдать действующие экологические, санитарно-гигиенические и противоэпидемические нормы и правила. Запрещается сброс отходов и канализационных стоков в водоемы общего пользования, подземные водоносные горизонты, поскольку последние рассматриваются в перспективе как источники питьевого водоснабжения.
Надлежащая организация сбора и транспортировки отходов может внести большой вклад в оздоровление окружающей природной среды. В США, где норма накопления твердых бытовых отходов в 2—3 раза выше, чем у нас, на их удаление и обезвреживание расходуемся около 10 млрд долларов в год, причем больше половины этих средств идет на сбор и транспортировку.
В целях снижения загрязнения окружающей природной среды вместо неконтролируемых свалок строят полигоны для твердых отходов, которые эксплуатируются во многих городах России. Для них обычно выбирают место в глинистом грунте, в котором можно складировать отходы в течение 20-25 лет и более (И.Ф. Ливчак, Ю.В. Воронов, 1988). Основание выбранной площадки делают в виде большого корыта глубиной 1,5 м и более для скапливания в нем фильтрата. Если глинистого грунта нет и основание для полигона приходится делать в водопроницаемых грунтах, дно корыта выстилают слоем привозной глины толщиной 0,5 м (рис. 19.2).
Компостами называют органические удобрения, получаемые в результате разложения растительных и животных остатков микроорганизмами. Для их приготовления используют навоз, навозную жижу и помет птиц в смеси с различными видами торфов, городской мусор, опавшие листья деревьев, солому и другое. При компостировании в органической массе повышается содержание питательных веществ (азота, фосфора) в усвояемой растениями форме, обезвреживается патогенная микрофлора, уменьшается количество целлюлозы и пектиновых веществ; удобрения становятся сыпучими, что облегчает их внесение в почву. Разные по составу и способу приготовления компосты применяют под многие культуры, выращиваемые на различных почвах, кроме торфяно-болотных. Компосты часто используют вместо остродефицитных органических удобрений (навоз, торф).
Сжигание твердых отходов в кострах или примитивных печах нельзя считать целесообразным ни с экономической ни, тем более, с экологической точек зрения. При этом не только загрязняется воздушная среда, но и не используется образующаяся тепловая энергия. Ряд специалистов считает, что оно может быть оправдано только в том случае, если сочетаются утилизация тепловой энергии и очистка отходящих газов. Такой процесс происходит на мусоросжигательных станциях (заводах), которые имеют паровые или водогрейные котлы со специальными топками. Температура в топке должна быть не менее 1000 °С, чтобы сгорели все дурнопахнущие примеси. Однако перед выбросом в атмосферу газы следует очищать, например, с помощью электрических фильтров.
Такие органические отходы, как навоз, остатки ботвы, сорняки, опилки и многие другие, могут стать источником дешевой и, что важно, возобновляемой энергии. Для этого необходимо получить так называемый биогаз.
Опасные отходы в зависимости от степени их вредного воздействия на ОПС и здоровье человека подразделяются на классы опасности (1-1У) в соответствии с критериями, установленными специально уполномоченными федеральными органами исполнительной власти.
С окончанием холодной войны начался процесс сокращения предприятий и персонала как в военной, так и в гражданской сферах атомной науки и техники. Однако и сейчас Россия располагает огромным потенциалом в этой области.
Отсюда вытекает необходимость реализации принципиально нового подхода к развитию промышленных производств. Этот подход, получивший не совсем правильное название «безотходная технология», основой которого является цикличность материальных потоков, подсказан самой природой (вспомните: «природа знает лучше»). Действительно, в природных условиях отходы жизнедеятельности одних организмов используются другими, и в целом осуществляется биохимический круговорот веществ.
Законодательство предусматривает три вида контроля в сфере обращения с отходами: государственный, производственный и общественный.Государственный контроль осуществляют специально уполномоченные федеральные органы исполнительной власти в области обращения с отходами в соответствии со своей компетенцией и органы исполнительной власти субъектов Федерации.
Правовая основа и предназначение экологического паспорта предприятия. Осуществление действенных природоохранных мероприятий на уровне отдельного хозяйствующего субъекта (предприятия, хозяйства), промышленной или агропромышленной зоны, города или региона в целом возможно только при детальном учете всех возможных и явных источников загрязнений. Такая информация может быть сосредоточена в единственном документе — в экологическом паспорте.
На основании этих сведений разрабатывают нормативы ПДС по каждому загрязняющему веществу.Здесь же приводится полная инвентаризация всех источников загрязнения атмосферы: высота труб, диаметр устья труб, количество загрязняющих веществ, выбрасываемых в единицу времени (г/ с, т/год), время работы оборудования в течение года, эффективность очистки выбрасываемых газов (если она предусмотрена).
Контроль за достижением и соблюдением установленных нормативов выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух включает: определение массы выбросов вредных веществ в единицу времени от данного источника загрязнения и сравнение этих показателей с установленными нормативами ПДВ, проверку выполнения плана мероприятий по достижению ПДВ; проверку эффективности эксплуатации очистных и других природоохранных сооружений, а также других производственных факторов, влияющих на ПДВ.
Условия выпуска сточных вод в водоемы. Они определяются Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения.Общие требования к составу и свойствам воды в водоемах после выпуска в них СВ, подвергшихся необходимой очистке, приводятся в табл. 20.1.
При снижении негативного антропогенного воздействия на окружающую среду достигаются экологические, социальные и экономические результаты. В соответствии с методикой экологический результат природоохранной деятельности выражается в уменьшении выброса вредных веществ в окружающую среду и уровня ее загрязнения, в увеличении и улучшении качества пригодных к использованию земельных, лесных, водных ресурсов и атмосферного воздуха. Социальный результат проявляется в улучшении физиологических, культурных, творческих и рекреационных условий жизни человека. Экономический результат выражается в экономии или предотвращении потерь природных ресурсов, живого и овеществленного труда во всех сферах народного хозяйства и личного потребления.
В общем виде оценка экономического ущерба, причиняемого годовыми выбросами загрязнений в отдельные природные компоненты (атмосферные, водные объекты) от отдельных стационарных источников загрязнения, определяется следующим образом.
В дальнейшем плата за негативное воздействие на окружающую среду установлена ст. 16 Федерального закона от 10 января 2002 г. № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды». Основанием для введения таких платежей являлось Постановление СМ России № 13 от 9.05.1992 года, изменившее существовавший порядок взимания платежей. Последнее Постановление определило ставки платежей за каждый из контролируемых загрязнителей. Для выбросов в атмосферу были установлены платежи для 211 загрязняющих веществ, а для сбросов в поверхностные водные источники — для 92. Эти ставки, установленные для каждого загрязняющего вещества, считаются базовыми. Они учитывают степень опасности загрязняющих веществ для окружающей среды и здоровья населения.
Плата за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от передвижных источников подразделяется на плату за допустимые выбросы; плату за выбросы, превышающие допустимые.В качестве основных загрязняющих веществ в этом случае рассматриваются: оксиды углерода и азота, углеводороды, сажа, соединения свинца, диоксид серы.
Значительная часть всего населения мира проживает в городах. По оценкам демографов ООН, на рубеже XX и XXI веков городское население должно сравняться по численности с сельским. В России в настоящее время в городах проживает 75% всего населения.
Первые города возникли около 3000 лет назад на берегах Тигра и Евфрата, а позднее — Нила. Их появление связано с необходимостью защиты людей от врагов, а также с развитием ремесел и торговли. Поэтому в течение долгого времени города представляли собой военные укрепления, расположенные в стратегических пунктах или на берегах рек и морей. Постепенно поселения трансформировались в города, численность городского населения возрастала, а роль городов в развитии общества неуклонно повышалась.
Заняв на поверхности Земли громадные территории, города не только оттеснили природные зоны, но и оказали активное воздействие на первоначальный климат. Климатические условия в городах значительно отличаются от окружающих районов, причем эти отличия при прочих равных условиях тем больше, чем значительнее территория города. Перепады температур, относительной влажности, величины солнечной радиации между городом и его окрестностями иногда соизмеряются с передвижением в естественных условиях на 20° по широте.
Урбанизация природы, строительство и функционирование многих промышленных предприятий и автотранспортных коммуникаций привели к значительному изменению состояния различных компонентов окружающей человека среды — воздушного бассейна, водных экосистем, почвенного покрова города, вызвав их интенсивное загрязнение.
В создании того или иного города принимают участие различные факторы. Те факторы, которые являются основными в создании города и непосредственно влияют на его рост, называют градообразующими. Соответственно, предприятия, которые явились причиной возникновения города и значение которых выходит за его пределы, называют градообразующими предприятиями. К ним относят промышленные предприятия (заводы, фабрики, электростанции), крупные транспортные узлы, морские вокзалы и аэропорты, правительственные и научные учреждения, санатории, дома отдыха и др. Учреждения и предприятия культурно-бытового обслуживания, работающие на градообразующую группу предприятий, называют обслуживающими. Это могут быть музеи, магазины, средние учебные заведения, предприятия местной легкой промышленности и т.д.
Ландшафты современного города относятся к ландшафтам преобразованным, где элементы, привнесенные в результате деятельности общества, преобладают над естественным. Городской ландшафт иногда называют урбанизированным, подчеркивая этим крайние формы его преобразования и черты искусственности.
К чисЛу наиболее сильных факторов, способных оказывать отрицательное воздействие на человека, относится шум. Шум является одной из форм вредного воздействия на окружающую природную среду. Загрязнение среды шумом возникает в результате недопустимого превышения уровня звуковых колебаний сверх природного фона. С экологической точки зрения в естественных условиях шум становится не просто неприятным для слуха, но и приводит к серьезным физиологическим последствиям для человека.
Утилизация городских ТБО входит в число мировых проблем, требующих неотложного решения. Особенно остро эта проблема стоит в крупных и средних городах, не говоря уже о мегаполисах.Как упоминалось выше, основным местом, куда в нашей стране вывозят ТБО, являются неконтролируемые свалки, подавляющее большинство которых не обустроено. У них отсутствуют простейшие природоохранные сооружения, системы сбора и нейтрализации фильтрата. За технологическую простоту полигонного метода ликвидации ТБО приходится рассчитываться долговременным отчуждением дорогостоящих городских земель и существенными эксплуатационными и транспортными затратами.
Зеленые насаждения города входят в состав комплексной зеленой зоны — единой системы взаимосвязанных элементов ландшафта города и прилегающего района, обеспечивающей комплексное решение вопросов озеленения и обновления территории, охраны природы и рекреации и направленной на улучшение условий труда, быта и отдыха населения.
Понятие рекреационной экологии. Рекреация — восстановление здоровья и трудоспособности путем отдыха на лоне природы или во время туристической поездки, связанной с посещением интересных для обозрения мест (национальных парков, природных, архитектурных, исторических памятников, музеев и т.п.).
Сельскохозяйственная экология, или агроэкология — раздел прикладной экологии, изучающий взаимоотношения культивируемых человеком организмов, их популяций и сообществ с окружающей средой.Основой агросистемы является искусственный фитоценоз, состоящий из сельскохозяйственных растений, который обычно дополняется сообществом животных — насекомых, птиц, млекопитающих, земноводных. Агроэкосистема находится в непосредственной связи с естественными условиями среды — почвой, почвенной и атмосферной влагой, почвенными микроорганизмами.
Мировая наука с тревогой оценивает возможные последствия для нашей планеты тех глубоких изменений природной среды, которые вызваны индустриальной и земледельческой деятельностью человека.Возникновение и формирование биосферы на Земле протекало не менее 3,5—4 млрд лет. Появление человека и его развитие, продолжающееся около 2 млн лет, коренным образом изменило состояние биосферы. Сначала скотоводство и земледелие, затем создание городов и всех видов коммуникаций, опустошительные войны, техногенное загрязнение и разрушение отдельных компонентов биосферы — все это вместе взятое превратило человека в главную силу, преобразующую и во многом разрушающую природу планеты, особенно за последнее столетие. Наряду с атмосферой и гидросферой негативным антропогенным воздействиям подвергается и почвенный покров, или педосфера.
Эрозия и дефляция почв. Процесс смыва почвы текущей водой называется эрозией. Аналогичный процесс, производимый ветром, называется дефляцией.Эрозию при стоке воды подразделяют на поверхностную — смыв плодородного слоя и подстилающей породы со всей поверхности почвы и линейную — смыв почвы и подстилающей породы по определенной линии.
Сельскохозяйственные угодья являются важнейшим природным ресурсом, Обеспечивающим существование человечества. Поэтому огромное значение имеет сохранение целостности почвенного покрова, поддержание плодородия почв для обеспечения постоянно растущего населения продуктами питания. Вопросами стабилизации и улучшения состояния сельскохозяйственных угодий занимается мелиорация.
Под химизацией сельского хозяйства понимают научно обоснованную систему мероприятий по увеличению или восполнению естественного плодородия земель путем применения химических удобрений, повышению продуктивности животноводства с помощью химических добавок к кормам, а также по борьбе с вредителями и болезнями с помощью пестицидов.
Решение проблемы защиты населения и окружающей природной среды от чрезвычайных ситуаций техногенного и природного характера, уменьшение их социально-экономических и экологических последствий есть важнейшая задача современности, без которой невозможно устойчивое развитие страны.
Актуальные вопросы обеспечения безопасности территорий и поселений, их защиты от воздействия ЧС различного происхождения рассмотрены в Федеральном законе от 21.12.94 г. № 68-ФЗ «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера».
Факторы, влияющие на устойчивость объекта. Вполне очевидно, что устойчивость экономики любого государства к различным проявлениям ЧС определяется устойчивостью составляющих ее объектов. Под устойчивостью объекта понимают его способность производить установленные виды продукции (вещественной, энергетической, информационной) в надлежащих объемах и номенклатуре в условиях ЧС, а также приспособленность этого объекта к восстановлению в случае повреждения. Для объектов, не связанных с производством материальных ценностей (например, радиолокационной станции), устойчивость определяется их способностью выполнять свои функции в условиях ЧС.
Общий порядок действий. Учитывая многообразие видов ЧС, каждая из них имеет свои характерные особенности. Это, естественно, определяет вполне конкретный перечень мероприятий, который необходимо выполнить в целях обеспечения безопасности населения. Определен общий порядок действий, предпринимаемых для защиты людей в случае возникновения ЧС. Он включает мероприятия, проводимые как заблаговременно, так и непосредственно при возникновении ЧС.
Локальные системы оповещения (ЛОС). Для оперативного оповещения населения об авариях на объектах, где особенно велика опасность крупномасштабных катастроф (АЭС, химические и нефтеперерабатывающие предприятия, гидроузлы и т.д.), создаются локальные системы оповещения. Они позволяют своевременно информировать о надвигающейся опасности не только работников этих объектов, но и руководителей предприятий, учреждений, организаций, учебных заведений, находящихся вблизи них, а также все население, попадающее в зоны возможного поражения. Границы таких зон определяются заранее по специальным методикам. Таким образом, все предприятия, учреждения и населенные пункты объединяются в самостоятельную систему оповещения. В свою очередь ЛОС являются частью территориальной (республиканской, краевой, областной) системы централизованного оповещения.
Правовую основу организации работ в чрезвычайных ситуациях составляют законы РФ «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера» (1994 г), «О пожарной безопасности» (1994 г), «Об использовании атомной энергии» (1995 г). Среди подзаконных актов в этой области можно отметить, например, постановление Правительства РФ «О единой государственной системе предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций» (1995 г).
Установлено, что территории с неблагоприятной экологической обстановкой составляют около 15% общей площади территории России, причем именно на этой территории проживает основная часть населения страны (О.И. Крассов, 2001 г.).
Еще недавно усилия правительств многих стран по уменьшению опасности стихийных бедствий и техногенных ЧС были направлены на ликвидацию их последствий, оказание помощи пострадавшим, организацию спасательных работ и представление гуманитарной помощи. Однако ныне, когда неуклонный рост числа катастрофических событий и связанного с ними ущерба делает эти усилия все менее эффективными, выдвигается в качестве приоритетной иная задача: прогнозирование и предупреждение катастроф. В итоговом документе Всемирной конференции по природным катастрофам, состоявшейся в Иокогаме (Япония), записано: «Лучше предупредить бедствия, чем устранять их последствия» (ОБЖ, № 3, 1999 г.).
Особого внимания требует проблема терроризма, причем как государственного, так и осуществляемого незаконными группировками. При этом, как правило, объектом террористических акций становится, прежде всего, мирное население. Этому есть примеры из прошлых войн или вооруженных конфликтов: удары ФАУ-2 по Лондону, бомбардировка Дрездена, уничтожение Хатыни, ядерные удары по Хиросиме и Нагасаки, война во Вьетнаме, рейд чеченских боевиков в Буденновск, взрыв хлорной емкости в Грозном и т.д. Все чаще целями нападениями являются природная среда и системы жизнеобеспечения (теплоэнергетика, водоснабжение, газоснабжение и т.д.). По мнению некоторых специалистов, в скором времени воздействие на среду обитания населения противостоящего государства может стать одним из основных видов боевых действий (см. § 5 главы 9).
Из всех видов безопасности (военной, экологической, экономической и др.) именно экологическая на сегодняшний день является самой актуальной. Ряд ее проблем, конечно, возможно и нужно решать в пределах отдельно взятого государства или региона, но в целом экологическая безопасность жителей Земли может быть обеспечена лишь усилиями всего человечества. Для этого требуется единое понимание проблемы экологического кризиса планеты и совместные скоординированные действия всех стран и народов по его преодолению.
При решении глобальных экологических проблем особую роль должен играть такой международный орган, как Организация Объединенных Наций (ООН). Она призвана разработать стратегию в области экологии и охраны природы и стать при этом координатором ее исполнения.
Россия как субъект международного экологического права. Как правоприемник Советского Союза, Россия приняла к исполнению около 50 договоров, соглашений, конвенций, протоколов и других международно-правовых актов Союза ССР, направленных на предотвращение экологической катастрофы, сохранение биосферы и обеспечение экологически устойчивого развития человечества.