Поиск по сайту:


Возникновение жизни на Земле и особенности живых систем

Возраст нашей Галактики составляет примерно 10—12 млрд. лет, а возраст Земли — от 4,5 до 7 млрд. лет, различия в оценке зависят от разных методов расчета.Земля возникла при конденсации космического вещества из первичного протопланетного газового облака. Аккреция, т.е. уплотнение первично холодного пылевого облака, вызвала его разогрев, а затем и расплавление, что привело к потере легких молекул первичной атмосферы (прежде всего водорода и гелия), рассеявшихся в космическом пространстве. Понижение температуры в результате сильного излучения тепла сделало возможным образование твердой земной коры. Активный вулканизм мешал этому процессу, но в то же время поставлял большие количества газов, из которых образовалась вторичная атмосфера (см. рис. 1.1). В ней, кроме водорода, было много других газов, прежде всего метана, аммиака, хлора, сероводорода, фтористого водорода и др., а также паров воды, при конденсации которых образовался древний океан. В состав атмосферы входили и инертные газы — гелий, криптон, аргон, ксенон. Углекислого газа было мало, так как его восстанавливали соединения железа, содержавшиеся в земной коре. В течение примерно 1 млрд. лет атмосфера была восстановительной, что делало возможным процессы абиогенного образования и накопления многих соединений.

Далее

Представления о возникновении жизни на Земле

Наиболее благоприятной средой для возникновения жизни были прибрежные районы древних морей и океанов. Здесь на стыке трех стихий — воды, воздуха и суши создавались наилучшие условия для образования сложных органических соединений, необходимые для появления первых живых организмов.

Далее

Химические и физиологические особенности живых организмов

Из известных к настоящему времени 108 элементов лишь немногие присущи живым организмам. В первую очередь, это имеющиеся в больших количествах в природе и необходимые для всех биологических объектов макроэлементы: Н, С, О, 14, Б, Р, Са, М§, К, Бе и характерные для животных Иа и С1.

Далее

Химическая основа жизни

Наибольшее значение имеют соли минеральных кислот и соответствующие катионы и анионы. Ионы натрия и калия обеспечивают электрический разряд на мембранах клеток и передачу электрических импульсов по нервам и мышцам, т.е. управляют их работой.

Далее

Физиологические признаки живого

В самом общем смысле жизнь можно определить как активное, идущее с затратой полученной извне энергии поддержание и воспроизведение специфической структуры. Из этого определения вытекает необходимость постоянной связи организма с окружающей средой, осуществляемой путем обмена веществом и энергией. Иными словами, организм приспосабливается (адаптируется) к определенной среде. Отсюда вытекает ряд свойств живого, которые, однако, относительны.

Далее

Структурная организация живых организмов

Органические вещества, выделенные из живых организмов или синтезированные в ходе экспериментов, не проявляют свойств живого.Живое выступает в форме определенных образований — “живых организмов”, которые обладают сложной структурной организацией, начиная от молекулярного уровня и до индивидуума в целом, благодаря чему они отличаются от всех неживых объектов. Можно выделить молекулярный, субклеточный, клеточный, органотканевый и организменный уровни.

Далее

Механизмы стабилизации живых систем

Возникновение жизни на Земле, появление одноклеточных организмов было связано с формированием и непрестанным поддержанием в клетке в течение всей ее жизни специфических физико-химических условий, отличающихся от условий окружающей среды. Способность биологических систем противостоять изменениям и сохранять динамически относительное постоянство состава и свойств называется гомеостазом; Явления гомеостаза наблюдаются на всех уровнях биологической организации.

Далее

Основные этапы формирования биосферы

За архейскую эру жизнь прошла гигантский путь от пробион-тов к клеточным организмам (бактериям и цианобактериям), а в конце архея появляются первые эукариоты, имеющие настоящее ядро (зеленые водоросли). Кроме того, в этот период произошли еще два крупных эволюционных события: появилась половая форма размножения и возникли первые многоклеточные организмы. Половое размножение резко повышает возможности приспособления к условиям среды вследствие создания бесчисленных комбинаций в хромосомах. Предшественниками многоклеточных организмов были колониально-одноклеточные (нитчатые или шаровидные) существа, которые в результате дифференцировки клеток колонии дали начало большинству современных организмов.

Далее

Биосфера и ее законы

Каждый отдельный организм является самостоятельной биологической системой, взаимодействующей с внешними условиями (окружающей средой) и с более крупными биологическими системами. Каждому организму свойственны два вида физиологических процессов, протекающих внутри него. Первая группа — это физиологические процессы, обеспечивающие жизнь (процессы обмена энергией, веществом, разложение и усвоение пищи, дыхание и т.д.), а вторая — направлена на выживание организма в сложных внешних условиях (процессы адаптации).

Далее

Элементы живого мира

Эволюционной единицей в системе живых организмов является вид. Он представляет собой совокупность особей, обладающих наследственным сходством морфологических, физиологических и биохимических особенностей, свободно скрещивающихся и дающих плодовитое потомство, приспособленное к определенным условиям жизни. В настоящее время на Земле существует более 2 млн. видов организмов, из них на долю растений приходится около 500 тыс. видов, а на долю животных — более 1,5 млн.

Далее

Учение Вернадского о биосфере

Впервые понятие “биосфера” (от греч. bios — жизнь, sphaira — шар) было введено в биологию французским натуралистом Ж.-Б. Ламарком в начале XIX века. Но основы науки о биосфере были заложены только в первой половине XX века трудами академика В. И. Вернадского (1863—1945 гг.).

Далее

Строение биосферы

Биосфера включает в себя нижнюю часть атмосферы, всю гидросферу и верхние слои литосферы (рис. 2.1). Границы этих элементов биосферы определяются условиями, при которых возможно существование живых организмов.

Далее

Круговорот веществ в биосфере

Несоответствие между наличием и доступностью химических элементов в биосфере и потребностями живых организмов привело к дефициту некоторых элементов и ограничению количества живого вещества на Земле. Следствием этого было многократное использование химических элементов по типу круговоротов.

Далее

Экологические факторы

Каждый организм находится в прямых или косвенных отношениях с различными природными явлениями. Окружающая организм среда характеризуется значительным количеством разнообразных динамических процессов и явлений, развивающихся во времени и в пространстве и оказывающих влияние на состояние организмов. Она слагается из множества элементов неорганической и органической природы и элементов, привносимых человеком, его производственной деятельностью. При этом одни элементы могут быть необходимы организму, другие полностью или почти безразличны, а третьи оказывают вредное воздействие.

Далее

Важнейшие абиотические факторы

Лучистая энергия солнца. Количество энергии солнечного излучения, падающего на 1 см2 верхней границы атмосферы Земли в течение 1 мин, практически не изменяется, оно равно 8,29 Дж/см2 • мин. Эту величину называют солнечной постоянной. Но распределение этой энергии по поверхности Земли зависит от широты местности, состояния атмосферы, высоты Солнца над горизонтом и т.д.

Далее

Термодинамика и экология

Современная термодинамика играет чрезвычайно важную роль в изучении живых систем.Живые организмы обладают уникальной способностью извлекать, преобразовывать и запасать энергию в различных формах. Вся жизнь на Земле, включая ее возникновение, развитие и способность приспосабливаться к физическим условиям планеты в конечном счете зависит от того, насколько эффективно первичная энергия излучения Солнца улавливается и используется в различных жизненных процессах.

Далее

Основные понятия термодинамики

Объектом термодинамического исследования является термодинамическая система. В принципе это любое макроскопическое тело или совокупность тел. Выбор системы совершенно произволен и диктуется задачами исследования. Термодинамическая система выделяется из окружающей среды контрольной поверхностью. Это может быть реальная физическая оболочка или абстрактная математическая поверхность.

Далее

Первый закон термодинамики

В открытых системах внутренняя энергия изменяется не только за счет работы и теплоты, но и за счет потока энергии с веществом. Чтобы учесть это важное обстоятельство, необходимо ввести дополнительное слагаемое, учитывающее этот перенос.

Далее

Второй закон термодинамики

Функция состояния £ называется энтропией. Соотношение (2.6) представляет собой математическое выражение второго закона термодинамики для обратимых процессов.Величина 5IV0 представляет собой потери работоспособности системы вследствие необратимости процесса. Эта энергия дисси-пирует в тепло.

Далее

Диссипативная функция

Для практического использования функцию ц/ удобно представить как разность входной и выходной мощностей системы. В этом случае система рассматривается как преобразователь энергии, в качестве которого могут выступать любые естественные и искусственные системы.

Далее

Энергетика биосферы

Все процессы преобразования веществ в ходе круговоротов требуют затрат энергии. Живые организмы для своего существования также должны постоянно расходовать и пополнять энергию. Ни один организм не способен продуцировать энергию, она может быть только получена извне.

Далее

Трофические цепи

Взаимодействие живых организмов с компонентами биосферы (литосферой, атмосферой, гидросферой) происходит путем обмена, питания, дыхания, выделения продуктов метаболизма. Все организмы неодинаковы с точки зрения ассимиляции ими веществ и энергии. Растения используют солнечную энергию, осуществляя процесс фотосинтеза, а животные потребляют органические вещества, созданные растениями — фотосинтетиками.

Далее

Экосистемы, их составляющие, закономерности существования и развития

Экологические системы разных уровней представляют собой основные функциональные единиць! биосферы. Эти надорганиз-менные объединения включают организмы и неживое (косное) окружение, находящиеся во взаимодействии, без чего невозможно поддержание жизни на нашей планете. Будучи энергетически и структурно открытыми системами, они поддерживают статистическое, подвижное равновесие (гомеостаз) благодаря особой струк-турно-функциональной организации всех своих компонентов.

Далее

Структура экосистемы и ее основные характеристики

Структура экосистемы достаточно полно проявляется на примере биоценоза (биогеоценоза) (см. рис. 3.1).Все компоненты любого биогеоценоза тесно связаны между собой единством территории, общим потоком энергии (от Солнца к автотрофам и от них — к гетеротрофам), обменом биогенных химических элементов, сезонными колебаниями климатических условий, численностью и взаимной приспособленностью видов всех уровней организации.

Далее

Взаимодействие популяций в биоценозе

Среди огромного разнообразия взаимосвязей живых существ выделяют определенные типы отношений, имеющие много общего у организмов разных систематических групп, так называемые биотические факторы.

Далее

Важнейшие биотические факторы

Нейтрализм, при котором совместно обитающие на одной территории популяции не влияют друг на друга. При нейтрализме особи разных видов не связаны друг с другом непосредственно (взаимодействие можно определить как “0”—“0”). Например, белки и лоси в одном лесу не контактируют друг с другом.

Далее

Лимитирующие факторы

Атмосфера, как компонент экосистемы, играет большую роль в обеспечении существования жизни. Каждый биоценоз обладает своими климатическими характеристиками. Поток энергии, от которого зависят все компоненты экосистемы, меняется от места к месту (зональные различия), на протяжении суток (суточные колебания) и на протяжении года (сезонные колебания). Эти явления связаны с вращением Земли и наклоном ее орбиты к плоскости вращения. В результате в разных регионах наблюдаются зависимые от зонального макроклимата различные климатические циклы — суточные в тропиках и сезонные в умеренном поясе, причем здесь влияет еще и количество выпадающих осадков. Кроме того, для формирования климата экосистем огромную роль играет рельеф местности. Все экосистемы активно влияют на атмосферные процессы, создавая свой, соответствующий только определенным условиям климатический фон — климатоп.

Далее

Основные принципы функционирования экосистем

Жизнь в биосфере поддерживается постоянным притоком солнечной энергии, который воспринимается молекулами живых клеток и через фотосинтез преобразуется в энергию химических связей. Химические вещества переходят от одних организмов к другим по трофическим цепям. При этом живой организм извлекает энергию из пищи, используя упорядоченность ее химических связей. Часть энергии расходуется на поддержание жизненных процессов, часть теряется, а 5—20 % передается организмам последующих пищевых уровней. Не израсходованная на дыхание часть биомассы разлагается редуцентами. В итоге вся биомасса при распаде высвобождает всю содержавшуюся в ней энергию. Таким образом, экосистемы, хотя энергия в них на какое-то время задерживается, представляют собой энергетически открытые системы. Поэтому постоянный приток солнечной энергии — необходимое условие существования экосистемы.

Далее

Экология популяций

Решающие биотические элементы естественных экосистем не отдельные организмы, а популяции. Каждый биологический вид представляет собой сложную экологическую систему — систему популяций. Разные части ареала (т.е. районов обитания вида) отличаются друг от друга не только географически, но и по составу группировок внутри вида. Каждая группировка имеет свои генетические, морфологические и физиологические особенности. Такие группировки и называются популяциями. Популяция — группировка особей одного вида с общим генофондом, сходной морфологией и единым жизненным циклом.

Далее

Изменчивость и стабильность экосистем

Экосистема живет и развивается как единое целое. В природе менее устойчивые экосистемы со временем сменяются на более устойчивые. Их смена определяется тремя факторами: 1) упорядоченным процессом развития экосистемы — установлением в ней стабильных взаимоотношений между видами; 2) изменением климатических условий; 3) изменением физической среды под влиянием жизнедеятельности организмов, составляющих экосистему.

Далее

Экология человека как наука

Экология человека — это комплексная наука, изучающая взаимодействие человека как биосоциального существа со сложным многокомпонентным окружающим миром, с постоянно усложняющейся динамической средой обитания. Экология человека — это наука, призванная изучать вопросы развития народонаселения, сохранения и развития здоровья людей, совершенствования физических и психических возможностей человека.

Далее

Происхождение человека

Впервые человек стал задумываться о своем происхождении очень давно, в доисторические времена. Каждое племя имело свое священное животное, от которого, как считалось, оно вело свой род. Происхождение от животного являлось предметом своеобразной гордости.

Далее

Генетическое и культурное наследие человека

В процессе эволюции живых организмов происходили кардинальные изменения, приводившие к возникновению видов, принципиально отличающихся от всех предыдущих. Так постепенно произошло возникновение многоклеточных организмов, позвоночных животных, животных с постоянной температурой тела и т.д. Возникновение человека также связано с формированием определенного генотипа.

Далее

Этапы изменения экологической ниши человека

Каждый вид на земле имеет свою, только ему присущую экологическую нишу. Человек несмотря на то, что ему присущи многие специфические качества, является одним из биологических видов класса млекопитающих. Он также имеет свою, только ему присущую экологическую нишу, т.е. совокупность требований к условиям среды (экологическим факторам), в которых он обитает.

Далее

Особенности экосистемы человека

Основной структурной единицей организации живого вещества является биогеоценоз, состоящий из популяций различных видов животных, растений и микроорганизмов и окружающей их среды. Структурную аналогичную единицу можно выделить и в человеческом обществе.

Далее

Использование принципа Ле-Шателье для анализа состояния экосистем

В настоящее время под влиянием антропогенной деятельности происходят глобальные изменения окружающей среды. Например, концентрация углекислого газа в атмосфере быстро увеличивается, что усиливает парниковый эффект и может привести к росту приземной температуры. Биота должна реагировать на это увеличение в соответствии с принципом Ле-Шателье, поглощая избыточный углерод из атмосферы.

Далее

Энергетический аспект взаимодействия человека и природы

Развитие человеческого общества, изменение взаимоотношений в системе “человек—природа” тесным образом связаны с использованием доступных источников энергии. Потребность в энергии — одна из основных жизненных потребностей человека. Энергия необходима не только для нормальной деятельности сложного современного общества, но и для физического существования каждого человеческого организма. Для поддержания жизни человеку требуется в сутки примерно 12,6 МДж (3 тыс. килокалорий), которые он получает с пищей.

Далее

Ресурсный аспект взаимодействия человека и природы

Еще одной составляющей, необходимой для существования и развития человечества, помимо энергии, являются природные ресурсы.Природные ресурсы — это важнейшие компоненты окружающей человечество естественной среды, используемые для создания материальных и культурных потребностей общества (вода, почва, солнечная радиация и другие виды энергии, растительный и животный мир и т.д.). Природные ресурсы делятся на неисчерпаемые и исчерпаемые, а последние, в свою очередь, подразделяются на невозобновимые и возобновимые.

Далее

Характер антропогенных воздействий на экосистемы и биосферу

Экологические проблемы всегда сопутствовали развитию человеческой цивилизации. Однако то, что было в недалеком прошлом, не может идти ни в какое сравнение с масштабами противоречий, возникающих при взаимодействии общества и Природы в современную эпоху. Сегодня на Земле практически не осталось мест с ненарушенными экосистемами, способными осуществлять естественные средообразующие функции.

Далее

Рост населения Земли и усиление антропогенных воздействий

Экологические проблемы во многом связаны с ростом народонаселения. Человек — представитель животного мира, существование его, как биологического вида, тесно связано с качеством среды обитания.На протяжении большей части истории человечества рост численности народонаселения происходил относительно медленно (табл. 5.1), и понадобился период почти в 1 млн. лет, чтобы число жителей Земли достигло в 1960 году отметки 3 млрд.

Далее

Антропогенное воздействие на атмосферу

Антропогенное загрязнение атмосферы вносит заметные изменения в ней, нарушая ее материальный и энергетический баланс и, как следствие, биосферные процессы.По современным данным, ежегодно в атмосферу поступает пыли и аэрозолей 1670 млн. т/год. Из них более половины имеют естественное происхождение. Данные по выбросам в атмосферу различных газообразных веществ приведены в табл. 5.5.

Далее

Атмосферные пыли и аэрозоли

Аэрозоли обычно представляют собой коллоидные системы, в которых диспергированы твердые частицы размерами 0,1—0,001 мкм, содержатся жидкофазные частицы, образующиеся в результате конденсации паров или при взаимодействии газов.

Далее

Кислотные осадки

Известно, что в нейтральной среде содержание ионов водорода (Н+) соответствует pH = 7. Кислотными осадками называют дожди, туманы, снег, которые имеют pH < 7 из-за содержания в них соединений, образующих серную и азотную кислоты, что связано с выбросами в атмосферу диоксида серы и оксидов азота. Основными источниками таких выбросов являются продукты сгорания топлива (уголь, мазут, бензин и т.д.) в энергетических установках предприятий, наземного и воздушного транспорта, выбросы химических и металлургических предприятий.

Далее

Нарушение озонового экрана

Верхние слои атмосферы в значительной степени определяют условия жизни на Земле. Они выполняют роль защитного барьера на пути излучений и частиц высоких энергий из Космоса. Особую опасность для биосферы представляет жесткое ультрафиолетовое излучение Солнца в диапазоне длин волн 1 < 310 нм.

Далее

Парниковый эффект

Под термином “парниковый эффект” понимается специфическое явление. Солнечная радиация, падающая на Землю, частично поглощается поверхностью суши и океана, а 30 % ее отражается в космическое пространство. Поглощенная энергия солнечной радиации преобразуется в теплоту и излучается в космос в диапазоне длин волн инфракрасного излучения. “Чистая” атмосфера прозрачна для ИК-излучения, а атмосфера, содержащая пары трехатомных (парниковых) газов (воды, углекислого газа, оксидов серы и др.), поглощает инфракрасные лучи, благодаря чему происходит разогрев воздуха. Поэтому парниковые газы выполняют функцию стеклянного покрытия в обычных садовых парниках.

Далее

Антропогенное воздействие на гидросферу

Гидросфера является водной оболочкой Земли, включающей ресурсы океанов, морей, рек, озер, прудов, болот, подземных вод. Общее количество воды на Земле достигает 1386 млн. км3, а площадь океанов и морей в 2,5 раза больше площади суши. Из общего количества воды на Земле доля пресных вод немногим более 2,5 %, т.е. на каждого жителя Земли их приходится около 5,8 млн. м3. Однако для человека доступно менее 30 % этих вод, так как остальная их часть сосредоточена в ледниковых покровах (около 27 млн. км3), скрыта в подземных образованиях (объем подземных пресных вод примерно в 100 раз больше объема поверхностных вод в озерах, реках, болотах).

Далее

Антропогенное воздействие на литосферу

Почвенные ресурсы обеспечивают определяющую роль в формировании и развитии фотосинтезирующих процессов, являются земельным фондом для человека, животных, растений.Из продуктивных угодий (86 млн. км2) в мире на сельскохозяйственные земли приходится 45 %, остальные площади занимают леса и кустарники. Площади обрабатываемых земель к 2000 г. достигнут 27—30 млн. км2.

Далее

Загрязнение и разрушение почвы

Другим фактором, нарушающим почвенный покров, является эрозия почв. Это процесс разрушения и сноса почв и рыхлых пород потоками воды и ветром (водная и ветровая эрозия). Деятельность человека ускоряет этот процесс по сравнению с естественными явлениями в 100—1000 раз. Только за последнее столетие утрачено более 2 млрд. га плодородных сельскохозяйственных угодий, или 27 % земель сельскохозяйственного использования. Эрозия уносит вместе с водой и почвой биогенные элементы (Р, К, 14, Са, М§) в количествах гораздо больших, чем вносится с удобрениями. Разрушается структура почвы, а ее продуктивность снижается на 35—70 %. Основная причина эрозии в неправильной обработке земель (при распашке, посевах, прополках, уборках урожая и др.), приводящей к разрыхлению и измельчению слоя почвы. Водная эрозия преобладает в местах интенсивных дождей и при использовании дождевальных установок в местах уклонов поверхностей полей, седловин. Ветровая эрозия характерна для районов с повышенными температурами, недостаточным увлажнением в сочетании с сильными ветрами. Так, пыльные бури уносят до 20 см слоя почвы вместе с посевами.

Далее

Антропогенное воздействие на ландшафты

Естественный ландшафт представляет собой природно-тер-риториальный комплекс, качественно отличающийся от соседствующих с ним. Поэтому каждый ландшафт имеет свой индивидуальный облик и внутреннюю структуру: форму, состав, распределение почвенного покрова и вод, характер распределения и виды растительности, структуру и связи в экологических системах. Характерными видами ландшафтов являются зоны тундры, тайги, степи, смешанных лесов и др. Природные ландшафты являются открытыми системами, неразрывно связанными с внешней средой процессами материального и энергетического обмена.

Далее

Антропогенные энергетические загрязнения

Техногенная деятельность является источником энергетических воздействий на биосферу. К ним относятся тепловое, электромагнитное, световое, ионизирующее, акустическое излучения, механические колебания (вибрации).

Далее

Антропогенное воздействие на биологические ресурсы

Влияние деятельности человека на биологическое разнообразие и богатство биосферы проявляется через прямое истребление видов живых организмов и через косвенное разрушение экосистем.Катастрофические результаты влияния деятельности человека на природу были впервые восприняты через список истребленных им видов растений и животных (документирование ведется с 1600 г.). За достаточно короткий исторический период зарегистрировано исчезновение более 100 видов крупных млекопитающих и примерно такое же количество видов и подвидов птиц. Среди них такие уникальные формы, как моа (Новая Зеландия), эпиорнис (Мадагаскар), дронт (остров Маврикий в Индийском океане), Стел-лерова корова (побережье Тихого океана), бескрылая гагарка (Исландия) и др. На Кавказе только за последнюю тысячу лет уничтожены: лев (X век), тур (XII век), кулан, гепард (XIII век), бобр, лось (начало (XIX века), тарпан (XIX век), зубр, тигр (XX век). На протяжении последних трех столетий процесс истребления ускоряется (табл. 5.7) за счет неумеренной охоты и борьбы с вредителями.

Далее

Изменения в биосфере и их влияние на человеческое общество

Развитие человеческой цивилизации исторически сопровождалось постоянным ростом потребностей людей, что требовало их удовлетворения. Другими словами, естественное стремление к выживанию в борьбе с силами стихии, к улучшению условий жизни со временем становления мирового сообщества создало социальную, экономическую и культурную среду, без которой современному человеку трудно существовать.

Далее

Изменения природной среды

Человеческое общество обеспечивает свое динамическое развитие интенсивным расширением промышленного производства, созданием искусственной среды обитания, все более глубоким освоением ресурсов биосферы. Человек выступает как покоритель Природы, и в этом стремлении он истощает ее ресурсы, разрушает естественные экосистемы, нарушая биохимические циклы и равновесие в биосфере. Изменения окружающей природной среды уже сегодня приобрели глобальные масштабы (табл. 6.1). Особое беспокойство вызывает массовое распространение экстенсивных техногенных процессов, реализующих незамкнутые циклы, в результате которых нарастает действие фактора дестабилизации биосферы.

Далее

Проблемы народонаселения

Численность населения Земли растет быстро (прирост около 90 млн. в год). Но более 80 % этого прироста приходится на развивающиеся страны с низким уровнем жизни. Эта неравномерность наблюдается и в пределах одной страны, в том числе в ее регионах (регионы с благоприятными и неблагоприятными условиями климата, промышленно развитые и отсталые и т.д.), в городах и населенных пунктах.

Далее

Проблемы “бедных” и “богатых” стран

Продолжительность жизни людей стран мира по этим причинам существенно различается (табл. 6.4).Количество отходов на душу населения в развитых странах больше, чем в “бедных” странах, в 2—4 раза по бытовым и в 11—14 раз по промышленным отходам. Стремление улучшить экологическую обстановку в своей стране привело развитые страны не к интенсивному созданию и развитию экологически чистых технологий, а к действиям, направленным на экспорт в “бедные” страны самых экологически неблагополучных технологических переделов, и превращение их в места для захоронения и складирования отходов. Известно, что наиболее экологически “грязными”, технически отсталыми и затратными являются технологии добычи, первичной переработки ресурсов (обогащение добытых руд, получение из них полуфабрикатов, очистка ископаемых от примесей и др.). Эти технологии создаются и развиваются в “бедных” странах, а продукты их реализации отправляются в “богатые” страны, где сосредоточены экологически более чистые и высокие технологии, требующие современного, уникального оборудования и высококвалифицированного персонала.

Далее

Экологическая обстановка в России

Россия переживает трудный период экономических и социальных преобразований. Резкое сокращение производства, моральный и физический износ оборудования привели к падению общей культуры, разрушению системы образования и воспитания, снижению благосостояния населения. Экономические и социальные конфликты дополняются резко возросшим числом аварий и катастроф, региональных бедствий.

Далее

Экологический кризис и мера его опасности

В истории развития биосферы Земли неоднократно происходили процессы как постепенного, так и резкого изменения состояния природных систем. Причинами существенных масштабных катаклизмов были глобальные природные или природно-ант-ропогенные катастрофы. Они всегда приводили к существенным эволюционным перестройкам, которые, как правило, являлись прогрессивными для развития природных систем в процессах их адаптации к изменившимся условиям среды. При этом в биоте происходило сначала снижение биологического разнообразия, а затем взрыв формообразования новых видов.

Далее

Основные элементы экологического кризиса

Естественное развитие биосферы происходит в соответствии с закономерностями и принципами биологической стабилизации.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.

Далее

Особенности современного экологического кризиса

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 которой неизбежно ведет к производству 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.

Далее

Экологические катастрофы

Развитие экологического кризиса является причиной возникновения по вине человека экологических катастроф.В общем случае катастрофа означает достаточно быстрый переход системы к новому качественному состоянию. Катастрофы могут быть обусловлены внешними воздействиями на систему со стороны окружающей ее среды и внутренними динамическими процессами, протекающими в системе. Примерами внешних воздействий на биосферу являются возмущения орбиты Земли из-за процессов в большом Космосе, столкновения Земли с космическими телами и др. В результате таких воздействий происходили качественные изменения биосферы (состав атмосферы, площади суши и океанов и др.).

Далее

Причины, порождающие экологические кризисы

За тысячелетия истории человеческой цивилизации сложилась устойчивая тенденция ставить себе на службу все природные ресурсы. Стремление человека полнее удовлетворять свои потребности развивало производство, расширяло масштабы освоения ресурсов и преобразования биосферы. В борьбе с силами природы в общественном сознании утверждался принцип человеческой исключительности, для которого характерны проявления антропоцентризма, антиэкологизма и своеобразного социального оптимизма. Они выражаются в следующем.

Далее

Моделирование экологических ситуаций и сценариев выхода из экологического кризиса

До сих пор в мировой литературе оценки глобального экологического состояния меняются от оптимистических “необходимо предотвратить возможный экологический кризис” до умеренно пессимистических: “планета находится в преддверии экологического кризиса”, хотя на региональном уровне часто даются самые пессимистические оценки: “жестокий экологический кризис”. Именно четкий ответ на такой вопрос должна дать научная концепция экологической безопасности.

Далее

Общие подходы к глобальному моделированию

При построении моделей принципиально важное значение имеет выбор индикаторов экологических изменений и определение их приоритетов.Уже в начале века была сформулирована необходимость глобального подхода к экологическим проблемам человечества. Так, В. И. Вернадский писал о возможности истощения важнейших видов невозобновляемых природных ресурсов, анализируя эту проблему в общем контексте превращения человечества в геологическую силу. В дальнейшем сформировалось три основных направления в численном прогнозировании социально-экологических процессов: о конкретных сроках истощения запасов того или иного вида невозобновляемого сырья, о численности населения, которое может “прокормить” Земля, о динамике численности этого населения в мире, в отдельных странах и регионах, как составных частях глобальной системы.

Далее

Глобальные модели первого поколения — прогнозирование

Демографический взрыв и глобальное распространение стереотипов потребительского общества привели к столь резкому обострению экологических проблем, что качественные подходы и отдельные количественные прогнозы не могли удовлетворить ни научное сообщество, ни общественность, ни лиц, принимающих решения в правительственных и международных организациях. Согласно логике научного познания и ввиду потребности общества возникло новое методологическое междисциплинарное направление — глобальное моделирование, предназначенное для количественного анализа современных и будущих тенденций развития глобальной социально-экономической системы.

Далее

Глобальные модели второго поколения — нормативный подход

На следующей стадии глобального моделирования был начат поиск возможностей математического анализа различных управляющих воздействий, использование нормативов, заданных на основе общественных приоритетов, в самих моделях.

Далее

Глобальные модели третьего поколения — проблемно-прогнозный анализ

Стремление к использованию глобальных моделей не только для анализа тенденций мирового развития и попыток прямого воздействия на него, но и для конкретных отраслевых и межотраслевых разработок привело к переориентации на проблемные глобальные модели. В них основное внимание уделялось одной из глобальных проблем, а остальная проблематика моделировалась гораздо менее детально, как “необходимый глобальный фон” в виде дополняющих и вспомогательных секторов и видов деятельности, как правило, в сильно агрегированном виде.

Далее

Оценка моделей “Всеобщей очистки” и “Отказа от достижений науки и техники

Первая и самая старая концепция экологической безопасности вытекает из жизненного опыта людей. Он подсказывает: достичь чистоты того участка, где проживает человек, можно, убирая мусор и нечистоты.Любые ресурсы, товары и предметы, создаваемые или используемые человеком, рано или поздно обращаются в отходы. В последние 40 лет человек использует ежегодно до 100 млрд. т разнообразного сырья (горные породы, сельскохозяйственная продукция, ископаемое топливо и т.д.) и с применением около 3500 км3 воды в год перерабатывает эту массу в конечные продукты, составляющие 1—2 % от первоначальной массы. Все остальное идет в отходы уже в процессе добычи и переработки сырья, а полученные продукты оказываются своеобразным “отложенным отходом”.

Далее

Итоги глобального и регионального моделирования

Глобальные модели стали рабочим методом комплексного прогнозирования глобальных проблем, оказывая серьезное воздействие на мировое развитие за последние 25 лет.Понятия “пределов роста”, анализа экономических и экологических последствий любой деятельности в полном жизненном цикле “от колыбели до могилы” вошли в общую методологическую базу анализа глобальных и других проблем развития человечества. Обвинения в “неомальтузианстве” не смогли скрыть остроту проблемы роста населения Земли, угрожающей стабильности глобальной экосистемы и всей биосферы. Глобальные подходы показывают необходимость пересмотра всей системы ценностей, которой руководствуются человечество, отдельные страны, представители мировых религий. Практически все мировые религии не содержат внутренних ограничений беспредельного роста населения. В сочетании с повсеместно распространившимися стереотипами потребительского общества это усугубляет нагрузку на среду.

Далее

Биосфера — гарант жизни на Земле и проблемы перехода к ноосфере

Конечная цель всех экологических исследований — поиск путей обеспечения нормальных условий жизни людей настоящего и будущих поколений. Человек существует в окружающей его среде. Поэтому экологические исследования должны прежде всего обеспечить сохранение пригодной для жизни человека окружающей среды.

Далее

Концепция устойчивого развития и новый уровень деятельности людей

В последние три десятилетия XX века человечество осознанно подошло к мысли о том, что в мире, где так много нужды и где окружающая среда ухудшается, невозможно здоровое общество и экономика. Однако экономическое развитие не может остановиться: оно должно пойти по иному пути, перестав столь активно разрушать окружающую среду.

Далее

Основные факторы, способствующие формированию концепции устойчивого развития

Закон внутреннего динамического развития гласит: вещество, энергия, информация и динамические качества отдельных природных систем и их иерархии взаимосвязаны настолько, что любое изменение одного из этих потоков (свойств) вызывает сопутствующие функционально-структурные количественные и качественные перемены, сохраняющие общую сумму вещественноэнергетических, информационных и динамических качеств систем, где эти изменения происходят или в их иерархии.

Далее

Начало пути к устойчивому развитию международного сообщества

Путь к устойчивому развитию международного сообщества постепенно становится все более ясным благодаря объединению усилий этого сообщества в выработке стратегии совершенствования человеческой цивилизации и определении средств ее реализации.

Далее

Повестка дня на XXI век

В этом документе отмечается, что человечество переживает решающий момент своей истории. Мир столкнулся с проблемами усугубляющейся нищеты, голода, болезней, неграмотности и продолжающейся деградации экологических систем, от которых зависит наше благосостояние.

Далее

Социальные и экономические аспекты устойчивого развития

Для построения эффективного и справедливого мирового экономического порядка, который помог бы всем странам встать на путь устойчивого развития, необходимы отношения партнерства между всеми странами мира.

Далее

Социальные аспекты

Однако решающую роль играет мировое прогнозирование возможных результатов сегодняшней экономической деятельности человека, включая демографические тенденции, использование ресурсов и распределение богатства на душу населения.

Далее

Экономические аспекты

Одной из основных причин постоянной деградации окружающей среды во всем мире является структура потребления и производства, не обеспечивающая устойчивости, особенно в промышленно развитых странах. При этом богатая часть населения, ведя расточительный стиль жизни, создает огромную нагрузку на окружающую среду, тогда как другая не в состоянии удовлетворить свои потребности в области питания, здравоохранения, жилищ и образования.

Далее

Мир после конференции в Рио-де-Жанейро

За годы после Рио-де-Жанейрской конференции во многих странах сделаны огромные шаги: разработаны и приняты парламентами и правительствами международные, национальные и региональные научные и прикладные программы, благодаря чему созданы новые системы мониторинга; сформированы органы управления и координации по проблемам охраны окружающей среды, разработаны и действуют многочисленные ресурсосберегающие технологии и системы очистки среды.

Далее

Анализ ситуации

Именно в рамках последнего подхода человечество пыталось решить все вопросы в период между Стокгольмом и Рио-де-Жа-нейро, а также в последующий период и не добилось положительных результатов.Основополагающая парадигма, в рамках которой решали и продолжают решать проблемы окружающей среды, формулируется следующим образом. Человек неправильно ведет свое хозяйство, поэтому он должен прежде всего это модернизировать, перестроить, создать системы безотходных технологий и очистки, системы передачи щадящих технологий другим странам, увеличить финансирование природоохранных мероприятий. Эта посылка порождает по крайней мере три иллюзии.

Далее

Окружающая среда и социальные проблемы

Состояние окружающей среды в любой местности следует трактовать как результат социального согласия или компромисса между локальным сообществом и основными загрязнителями, которые выступают обычно и как работодатели. Само сообщество, являясь потребителем, также оказывается загрязнителем среды. Государственная власть выступает арбитром и в зависимости от уровня экологической напряженности в обществе и давления со стороны различных групп населения и производителей устанавливает нормативы и правила, с помощью которых поддерживает тот или иной уровень состояния окружающей среды. При этом показателем качества обычно выступают некоторые концентрации загрязняющих веществ — предельно допустимые концентрации или их эквиваленты, биоиндикаторы. Эти показатели прямого отношения к порогу устойчивости биосферы не имеют, а выражают лишь уровень социального согласия между загрязняющими среду производителями и локальным сообществом.

Далее

Некоторые принципы реализации концепции устойчивого развития

Концепция устойчивого развития может быть реализована только при условии соблюдения некоторых принципиальных подходов (условий, требований).Первый из них — борьба с причинами, а не со следствиями неблагоприятной деятельности людей и неблагоприятной технической политики. Борьба со следствиями предполагает проведение, как отмечалось выше, бесперспективной политики всеобщей очистки. Борьба с причинами означает изменение характера деятельности, а также формирование и проведение политики, исключающей неблагоприятные воздействия на окружающую природную среду и нерациональное использование ресурсов.

Далее

Принципы природоохранной политики

Природоохранная политика охватывает широкий круг вопросов, связанных с оценкой качества окружающей природной среды и нормированием этого качества, организацией экологического мониторинга, экологической экспертизы и экологического аудита, определением уровня природоохранной деятельности, природоохранным законодательством.

Далее

Оценка качества окружающей природной среды, нормативный подход к оценке качества, метод оценки риска

Основой природоохранной политики является оценка качества окружающей природной среды, управление этим качеством с целью поддержания его на уровне, обеспечивающем благоприятные условия для здоровья и жизни человека и функционирования экологических систем.

Далее

Понятие о нормативах качества окружающей среды

Нормативами качества окружающей природной среды являются предельно допустимые нормы воздействия на окружающую природную среду со стороны производственной и хозяйственной деятельности человека. К содержанию предельно допустимых норм воздействия предъявляются общие требования. Эти требования сформулированы в Законе РФ об охране окружающей природной среды и сводятся к следующему: обеспечение рационального использования и воспроизводства природных условий устойчивого развития хозяйственной деятельности; экологическая безопасность населения; сохранение генетического фонда растений, животных и человека. Основной целью этих требований является обеспечение научнообоснованных соотношений экономических и экологических интересов общества. Предельно допустимые нормативы следует рассматривать как компромисс, достигнутый между экономикой и экологией и позволяющий на взаимовыгодных условиях развивать хозяйственную деятельность и охранять природную среду, здоровье и жизнь людей.

Далее

Оценка риска при опасности антропогенного воздействия

Одним из приемов оценки качества окружающей природной среды является оценка риска, создаваемого загрязнениями (токсичными, канцерогенными и другими вредными химическими веществами) для окружающей среды и здоровья людей.

Далее

Мониторинг окружающей природной среды

Опасность отрицательного воздействия промышленности и сельского хозяйства на состояние биосферы и здоровье человека требует функционирования информационной системы контроля и прогнозирования состояния биосферы в целом и отдельных ее компонентов. В рамках этой системы необходимо выделение антропогенных сдвигов в природной среде на фоне ее естественных изменений. Поэтому и появилась потребность в специальных наблюдениях за изменениями в природной среде, вызванных хозяйственной и производственной деятельностью человека.

Далее

Уровни проведения природоохранной деятельности

Современное состояние окружающей природной среды требует принципиально нового подхода к организации природоохранной деятельности, внедрения более эффективных уровней ее проведения.Методы пылеулавливания, очистки отходящих газов и сточных вод в практике природоохранной деятельности используются достаточно широко и описаны в специальной литературе. Однако эти технические приемы связаны с большими затратами, которые непропорционально растут при увеличении глубины очистки. Поэтому, как отмечалось в главе 8, концепция всеобщей очистки оказывается экономически и экологически уязвимой.

Далее

Нормативно-правовые основы охраны природной среды

Обострение экологической обстановки, возрастание роли взаимодействия общества и природы привели к необходимости появления в числе внутренних функций государства самостоятельной экологической функции. Главное назначение экологической функции государства выражается в обеспечении научно обоснованного соотношения экологических и экономических интересов общества, в создании необходимых гарантий реализации и защиты прав человека на чистую, здоровую и благоприятную для жизни человека природную среду.

Далее

Природоохранное законодательство

Российское законодательство в области охраны природы и использования природных ресурсов опирается на нормативно-правовые акты, в которых содержатся правовые нормы, регулирующие экологические отношения.

Далее

Система стандартов в области контроля, регулирования и управления качеством окружающей природной среды

Многие производственные процессы, материалы и изделия стандартизируются на государственном уровне и с природоохранных позиций, с позиций экологической безопасности технологических процессов и производств, с позиций экологической чистоты выпускаемой продукции. Поэтому стандартизация способствует не только технико-экономическим интересам производства, но и решению экологических проблем.

Далее

Эколого-экономическая оптимизация природопользования

Одним из принципов природоохранной политики является разработка, внедрение и функционирование действенного экономического механизма, способствующего процессам оптимизации использования природных ресурсов и минимизации отрицательного воздействия на окружающую среду.

Далее

Организационные подходы и методы минимизации воздействия производств на окружающую среду

В качестве основных направлений деятельности этой группы методов минимизации воздействия производств на окружающую среду следует выделить следующие.Система производственного экологаческого управления и менеджмента, которая предусматривает включение в экологическую политику предприятия принципов и обязательств, связанных с минимизацией; публичное декларирование своей экологической политики; постановку предприятием экологических целей, связанных с минимизацией; организацию и контроль практической деятельности предприятия в области минимизации, включая разработку и использование процедур принятия экологически значимых решений; разработку и использование внутренних экологических стандартов и экологического аудирования для оценки результатов деятельности предприятия по минимизации воздействия на окружающую среду.

Далее

Технологические и технические подходы и методы минимизации воздействия производств на окружающую среду

Технологические и технические подходы, методы и средства затрагивают собственно источники сброса и выброса загрязняющих веществ, источники физических воздействий на окружающую среду и отходы производства. В данной группе методов минимизации воздействия производств на окружающую среду рассматриваются следующие направления деятельности предприятий.

Далее

Контрольные вопросы

Деятельность человека, обеспечивающая развитие современной цивилизации, по своим масштабам и результатам огромна. Каждый может привести в доказательство этого положения десятки примеров. Однако эта деятельность, затрагивая окружающую среду, приобретает угрожающий характер из-за нарушений законов, действующих в экосистемах. Остановить этот процесс, обеспечив устойчивое развитие окружающего нас мира, возможно через управление качеством окружающей среды, включая и рациональное природопользование.

Далее