Впервые термин «экология» был введен немецким биологом Эрнестом Геккелем в 1866 г. Термин «экология» возник от греческих слов oikos — дом, жилище, родина, logos — учение, наука. Всеобщее признание термин получил лишь к концу XIX века.
Впервые термин «экология» был введен немецким биологом Эрнестом Геккелем в 1866 г. Термин «экология» возник от греческих слов oikos — дом, жилище, родина, logos — учение, наука. Всеобщее признание термин получил лишь к концу XIX века.
Если бы я захотел читать, еще не зная букв, это было бы бессмыслицей. Точно так же, если бы я захотел судить о явлениях природы, не имея никакого представления о началах вещей, это было бы такой же бессмыслицей.
Все живые существа и человек, как считал Гераклит Эфесский, живший в VI веке до н.э., развивались естественным путем из первичной материи. Философы того времени считали, что развитие высшего разумного существа происходило на основе сочетания простых, более примитивных состояний материи. Возникшие единицы, размножаясь, давали начало новым удачным сочетаниям. У Аристотеля (IV в. до н.э.) известны высказывания о существовании переходных форм между животными и растениями. Им были написаны такие работы, как «О частях животных», «Истории животных», которые оказали большое влияние на последующее развитие биологии. Уже в древности впервые была разработана идея о единстве природы, в основе которой лежали представления о движении материи (Демокрит, Эпикур, Лукреций).
Наука о доме — изучает организацию жизни на трех уровнях.Первый уровень — взаимодействие отдельных организмов со средой обитания. Он изучается аут-экологией (от греческого «аутос» — сам). Аутоэкологический метод используется при изучении воздействия на организм вредных веществ, содержащихся в различных выбросах, сбросах, образующихся в результате самой жизнедеятельности человека.
Все меняется, а природа остается.Природная среда — окружающая природная среда - природная составляющая часть среды обитания и производственной деятельности человечества.Природа в широком смысле - все существующее, весь мир в многообразии его форм. Термин «природа» употребляется в одном ряду с понятиями: материя, универсум, Вселенная; совокупность естественных условий существования человеческого общества; «вторая природа» — созданные человеком материальные условия его существования.
Литосфера (от лат. «лито» — и «сфера») — внешняя верхняя оболочка планеты Земля - «земная кора», часть верхней мантии Земли. Толщина ее составляет от 50 до 75 км.На планете суша занимает 29,2% поверхности.
Атмосфера состоит из постоянных, переменных и случайных компонентов.К постоянным компонентам относятся: кислород (около 20% по объему), азот (около 78%), инертные газы (аргон, ксенон и др.) - около 1%.
Термин «гидросфера» происходит от греческого «гидро» — вода, часть Земли, ее водная составляющая, представляющая собой совокупность наземных объектов: океаны, моря, озера, реки и притоки, водохранилища и подземные воды, и сфера.
Биосфера формировалась 4 млрд лет назад. В это время сформировалось и единство живой и неживой природы.Строение биосферы приведено на рис. 9.Бактерии, грибки и прочие микроорганизмы воздействуют на минералы, извлекая из них элементы: Са, К, N8, Р, в, включая их в жизненный цикл.
Термин «организация» (от французского organization) — стройный вид, внутренняя упорядоченность, согласованность взаимодействия более или менее дифференцированных и автономных частей целого, обусловливающая его строение, жизнь организована на различных уровнях — от молекулярного до биосферного.
Техносфера - это составная часть коренным образом измененной биосферы, преобразованная человеком в результате его деятельности в различных областях жизни; промышленности — промышленные предприятия (заводы, фабрики, разрезы и т.д.), энергетика (теплоэнергетика, электроэнергетика), предприятия по переработке отходов жизнедеятель-ности человека.
Сложилась парадоксальная ситуация: мировая цивилизация достигла поразительных высот и в то же время оказалась на краю пропасти. К общепланетарным проблемам относятся: бурный рост населения; обострение энергетического кризиса; нехватка продовольствия и нищета в слаборазвитых странах; эскалация этнических конфликтов и малые войны; возникновение эпидемий; разгул бандитизма и терроризма; религиозные конфликты; кризис культуры, нравственности, семьи; экологические проблемы регионального и глобального уровней и т.д.
Казавшиеся неистощимыми такие источники энергии, как нефть, газ, уголь, тают буквально на глазах.Ископаемое топливо при современных объемах энергопотребления, по разным оценкам, в среднем иссякнет приблизительно через 150 лет, в том числе нефть - через 35, газ - через 50, уголь - через 400 лет. Освоение новых месторождений становится все более трудным: за ними приходится идти все дальше на север и восток, устремляться все глубже в недра Земли.
Население планеты постоянно растет. Сегодня эта проблема волнует и демографов, и социологов, и экономистов, и экологов, и политиков.В 1970 г. прирост населения Земли составил 1,8%, но в 80-х гг. ежегодный прирост упал до 1,7% (в абсолютных цифрах он уменьшился на сотни миллионов человек). Это соответствует теории демографического перехода, разработанной в 1945 г. Ф. Ноут-стойном, согласно которой есть три стадии роста населения, определяемые экономическим и социальным развитием.
Миллиарды тонн углекислого газа ежечасно поступают в атмосферу при сжигании дров, угля, нефти, газа. Миллионы тонн метана каждый год выделяются при разработках газа и гниении органических остатков. Кроме того, в атмосфере увеличивается содержание водяного пара. Все вместе эти газы и создают парниковый эффект.
Мы уже говорили, что жизнь сохраняется потому, что вокруг планеты образовался озоновый экран, защитивший биосферу от смертоносных ультрафиолетовых лучей. Но в последние десятилетия отмечено снижение содержания озона в защитном слое.
Другим видом загрязнения атмосферы, не признающим государственных границ, являются оксиды серы и азота. Во многих странах (вначале в Скандинавии, а затем в США, Канаде, Северной Европе, Японии и др.) ученые обнаружили, что дождевая вода, казалось бы, самая чистая в природе, содержит большое количество кислот.
Деградация лесов способствует разрушению почв и интенсификации эрозийных процессов. Леса играют уникальную роль в экономических системах. Сокращение лесных массивов неизбежно влечет за собой изменение состава атмосферы, водного баланса ландшафтов, уровня грунтовых вод, что, в свою очередь, влияет на плодородие почв и микроклимат.
Гололед (гололедица) — это метеорологический термин, определяющий обледенение покрытий автомобильных дорог при понижении температуры ниже 0°С. Как правило, он возникает после оттепели и осаждения атмосферной влаги на охлажденную поверхность покрытия внезапно и локально в зависимости от метеорологических условий. Это явление характеризуется снижением коэффициента сцепления между покрытием дороги и шиной автотранспортного средства, что приводит к увеличению дорожно-транспортных происшествий, травматизма пешеходов.
Коррозионные процессы могут происходить под действием естественных и антропогенных факторов. К природным факторам относится воздействие кислорода.К антропогенным - воздействие оксидов углерода, азота, серы и др. В результате попадания последних в атмосферу они с парами воды образуют соответствующие кислоты, разные по своей силе и воздействию: угольная кислота, серная, азотная, соляная (раствор хлористого водорода в воде). В результате наличия вышеперечисленных кислот в воздушной среде образуются кислотные дожди, которые разрушают находящиеся на открытом воздухе конструкции, предметы из металлов. Происходит коррозия (степень окисления зависит от температуры, влажности воздуха и др. факторов).
Город, выросший из природы, угрожает теперь природе.Владеет над человеком.Город — это совокупность различных факторов, характеризующих специфический образ жизни больших масс людей в условиях высокой концентрации населения, производства и окружающей природной среды.
Земной шар, как паутиной, окутан сетью морских, речных, воздушных, космических, автомобильно-дорожных коммуникаций1.Развитие транспорта продолжается и будет продолжаться, что предопределяет познание системы «транспорт - окружающая среда», нахождение путей решения проблем при взаимодействии этой системы.
Транспортные коммуникации, территории для хранения, обслуживания и ремонта транспортных средств занимают более 50% площади городов.Расход металла на изготовление запасных частей для ремонта транспортных средств эквивалентен расходу на их производство.
Сочетание приведенных факторов в определенных условиях и регионах приводит к доминирующему воздействию автомобильного транспорта на окружающую среду, ибо последний является одним из серьезных источников загрязнений.
Антропогенная составляющая экологических изменений создается в основном из-за двух факторов: технологического и демографического.Демография (от греч. demos - народ и gruho — пишу) — наука о закономерностях воспроизводства населения в общественно-исторической обусловленности процесса воспроизводства.
Судоходство в океанах, морях, реках и озерах является одним из источников воздействия на окружающую среду, сферу обитания человека, животных и микроорганизмов (биосферу).Можно было бы привести большой список видов растений, животных, а также болезней растений, животных и человека, в течение последних столетий появившихся исключительно «благодаря» развитию морского судоходства. Например, еще в 1876 г. из Японии в США было перевезено бобовое растение «кудзу», которое в настоящее время «захватило» поля, брошенные постройки, свалки и пр. как сорняк, из-за этого фермеры приходят в отчаяние.
Космический транспорт с человеком на борту представляет микроэкологическую систему. Он имеет важнейшие абиотические вещества и средства для их регенерации и многократного использования.Корабли имеют оборудования для регенерации воды и атмосферного воздуха. Однако создать миниатюрную модель биосферы, т. е. искусственной экосистемы (без притока и оттока вещества и энергии) с полной регенерацией и регуляцией, в настоящее время очень сложно и очень дорого, хотя энтузиасты освоения космоса смотрят в будущее и планируют размещение на других планетах космических поселений.
Экономика любого государства зависит от наличия сырья и энергии, и все с них начинается. Развивающиеся отрасли хозяйства: строительство, транспорт, промышленность, сельское хозяйство предопределяют все большее применение разнообразного сырья и энергии. И человеческое общество ни при каких обстоятельствах не может отказаться от использования природных богатств. Они всегда являлись и будут являться материальной основой производства, смысл которого и заключается в преобразовании различных природных ресурсов в потребительские блага и повышении жизненного уровня. Чем больше населения, тем больше оно потребляет ресурсов. Поэтому важнейшей проблемой современности является обеспечение государства топливно-энергетическими ресурсами.
Человеческое общество ни при каких обстоятельствах не может отказаться от использования природных богатств, ибо они всегда были и будут материальной основой производства, смысл которого и заключается в преобразовании различных природных ресурсов в потребительские блага человека.
К дорожным инженерным устройствам относятся: автобусные остановки, переходные скоростные полосы, площадки для остановок, площадки для отдыха, павильоны для ожидания автобусов, устройства для защиты дорог от снежных лавин, снежных и песчаных заносов, линии связи и освещение дорог.
В строительстве используется и громадное количество материалов техногенного происхождения, которое по СНГ достигает более 5 млрд тонн. Это отходы и попутные продукты черной и цветной металлургии, зол и шлаков тепловых электростанций, работающих на твердом топливе. На свалках скопилось более 50 млрд тонн отходов, к концу 80-х гг.
Радиационная экология представляет собой раздел общей экологии, изучает взаимосвязи в системе «радиоактивное вещество — излучение — живой организм», радиацию естественного и искусственного происхождения, вклад радиоактивности в общее воздействие ионизирующего излучения на живые организмы, пути миграции и области концентраций радиоактивных веществ в биосфере, их влияние на биогеоценоз и эволюцию живых организмов, последствия использования ядерной энергии и радиоактивных биотехнологий.
Альфа — (а)-излучение - ионизирующее излучение, состоящее из а-частищ (ядер гелия), испускаемых при ядерных превращениях. Они задерживаются листом бумаги и наружным кожным покровом. Внешнее облучение ими не опасно. Однако а-частицы представляют значительную опасность при попадании внутрь организма (с пищей, воздухом, через открытую рану).
Основной вклад (60—90%) в коллективную дозу облучения Земли вносят природные источники ионизирующего излучения. При этом ведущее место занимают компоненты радиационного фона помещений, зависящего от вида строительного материала, конструкции зданий, вентиляции помещений, места их расположения и т. д.
Считается, что основную дозу облучения от радона люди получают, находясь в закрытых, непроветриваемых помещениях (особенно на первых этажах). Радон просачивается через фундаменты зданий из грунтов, а также из материалов, использованных в конструкциях.Чем выше содержание радионуклидов в грунте и в материалах, использованных при строительстве, тем больше поступает радона в помещения. В 1982 г. в помещениях (Великобритания, США) были обнаружены концентрации радона, в 500 раз превышающие концентрации в наружном воздухе. Дерево, кирпич бетон выделяют относительно небольшие дозы радона.
Средняя удельная радиоактивность некоторых техногенных продуктов приведена в табл. 20, а в табл. 21 - средняя удельная активность естественных радионуклидов в отечественных отходах промышленности, используемых в производстве стройматериалов. Из табл. 20 видно, что многие отходы промышленности, применяемые при изготовлении стройматериалов, имеют удельнуют активность естественных радионуклидов ниже среднего значения, тогда как активность зол и шлаков ТЭЦ, доменных и фосфорных шлаков по сравнению с ними повышена. Диапазон вариаций данных для регионов России шире, чем для других стран СНГ (31-186 и 68— 120 Бк/кН соответственно).
Радиоактивности строительных материалов стали уделять внимание с начала 70-х гг., а токсичности материалов естественного и техногенного происхождения — только в последнее время.Наиболее изученным является асбест-хризотил, являющийся водным силикатом магния. В природе асбест находится в виде асбестовых волокон длиной до 10 мм (50% к массе) и пылевидных частиц (до 70%). В мире добывается 4,73x106 млн тонн асбеста (данные 1988 г.), запасы хризотила оцениваются в 10x10® млн тонн. Бывший СССР по производству асбеста занимал первое место, Канада — второе. Асбест широко используется в производстве шифера, стеновых панелей жилых, общественных и производственных зданий и сооружений, вентиляционных труб и коробов, оконных сливов, обмазочных теплоизоляции штукатурных растворов, огнестойких красок. Исследована возможность применения мелкодисперсного асбеста в качестве минерального порошка в асфальтобетоне.
Требования к золе: содержание металлов - не более 50% весовых, несгораемого остатка — 0,5% золы не должны содержать компонентов, которые склонны к набуханию, растворению в воде и разложению.Золошлаковые смеси рекомендуются для отсыпки земляного полотна. В СоюздорНИИ (Санкт-Петербургский филиал, 1992) проанализирована возможность применения металлургических шлаков горелых формовочных земель и золошлаковых отходов гидроудаления - продуктов сгорания на ТЭС твердого топлива (каменного угля, торфа) в дорожном строительстве. Установлена степень снижения их экологической опасности для природной среды, связанной с использованием в конструктивных слоях дорожных одежд при строительстве кольцевой дороги вокруг Санкт-Петербурга. Однако сделан вывод о том, что в условиях повышенной дренирующей способности грунтов опасность вымывания токсичных веществ возрастает, поэтому в таких условиях их применять не рекомендуется.
Даусонит — искусственный материал, получаемый из карбоната гидроксида и алюмината натрия, представляющий собой кристаллические волокна (диаметром 1 мкм, длиной 15—20 мм, объемной массой 2,44 см3), используемый как наполнитель в производстве огнестойких промышленных пластиков, обладает канцерогенным действием, что поставило под сомнение его широкое применение.
Установлены критерии для принятия решений по использованию строительных материалов естественного и техногенного происхождения (табл 27).При удельной эффективной активности более 1350 Бк/кг вопрос об использовании материалов решается по согласованию с органами Минздрава России в каждом отдельном случае.
Целью контроля радиоактивности строительных материалов является определение средних значений концентраций естественных радионуклидов; оценка уровня облучения людей, выявление материалов с повышенным содержанием естественных радионуклидов, по отношению к которым необходима регламентация.
Для оценки средних концентраций радионуклидов исследуют материалы из расчета 15—20 образцов на 1 млн жителей. Контроль радиоактивности строительных материалов осуществляют по радию-226, а концентрацию радона в зданиях и помещениях (объемную активность) — по активности радона-222.
Удельная активность естественных радионуклидов в строительных материалах используемых во всех вновь строящихся жилых и общественных зданиях, определяется для каждого нуклида отдельно.Это условие неприменимо к цельным горным породам. Удельная активность естественных радионуклидов не является основанием для ограничения разработки в целях изготовления из них строительных материалов и отдельных строительных конструкций.
Методы определения удельной активности естественных радионуклидов в строительных материалах делятся на радиохимические, радиометрические и гамма-спектрометрические. Наибольшее распространение получили последние как высокочувствительные, точные и менее трудоемкие. В зависимости от состояния радиоактивного вещества используют различные приборы и оборудование — рентгенометры градуированные в Р/ч и мР/ ч, и дозиметры, градуированные в рентгенах или радах.
В основе концепции радиационной защиты человека и живых организмов лежит решение Международной комиссии по радиационной защите, если обеспечен уровень защиты всех людей этого достаточно для защиты других организмов. К основным принципам радиационной безопасности относятся: соблюдение установленных пределов доз, исключение любою необоснованного облучения; снижение дозы излучения до возможно низкого уровня.
ПД - предельная эквивалентная доза за год ограниченной части населения (категории Б). Величина ее устанавливается меньше ПДД для предотвращения необоснованного облучения этой группы лиц. Предел дозы контролируется по усредненной для критической группы дозе внешнего облучения и уровню радиоактивного загрязнения объектов внешней среды. Для категории А (за исключением женщин до 40 лет) распределение дозы внешнего излучения в течение года не регламентируется.
Для правильного выбора природоохранных мероприятий важно установление величин предельных уровней антропогенных нарушений, которые не должны быть превышены. К ним относятся ПДК и ПДВ.Предельно допустимая концентрация (ПДК) загрязняющих веществ - это концентрация, ограничивающая содержание загрязняющего вещества в природной среде (табл. 34).
Экологическая экспертиза — определение эколо-го-, социально-экономической эффективности предполагаемого строительства и технологии в сравнении с выработанной нормативной базой. Экологическая экспертиза объекта (предприятия, агрегата, устройства) представляет собой оценку воздействия объекта на природную среду. Ее задачей является предотвращение возможных вредных последствий деятельности людей, отражающихся на состоянии природной среды и здоровья человека. Экологической экспертизе должны подвергаться вновь создаваемые и реконструируемые объекты и их части, технические условия и проекты стандартов на транспортные средства, разрабатываемые и переиздаваемые описания и инструкции по эксплуатации сооружений, регламенты по их техническому обслуживанию.
Контроль окружающей человека природной среды есть наблюдение за соответствием ее физико-химических параметров и насыщенности организма потребностям человека.Современное состояние окружающей среды ставит неотложные задачи по обеспечению непрерывного контроля за источниками зафязнения атмосферы, гидросферы, почв и биосферы.
Природоохранное законодательство регулирует общественные отношения, действия должностных лиц и отдельных граждан, направляя эти действия в интересах государства и общества.Высшей юридической силой обладает Конституция России, в которой изложены и обоснованы положения по охране окружающей среды. В настоящее время действует ряд законов, определяющих содержание, порядок использования и охраны отдельных видов природных ресурсов атмосферного воздуха, животного мира, земли, вод, леса, недр.
Ущерб, наносимый природе, принято подразделять на экологический и экономический.Экологический ущерб — это вред, причиненный не конкретному природопользователю (организации, предприятию), а природной среде, который отражается на качественном состоянии природы и на здоровье человека. Этот вид ущерба возникает в результате антропогенного воздействия на природную среду. Вид ущерба состоит из двух частей -- потерь в результате выключения из природного процесса отдельных элементов. Потери не поддаются точной экономической (денежной) оценке, и ущерб носит не компенсационный характер, а карательный, то есть это нарушения в области противозаконных действий или бездействия должностных лиц в выполнении природоохранных мероприятий, невыполнение запретов, которые установлены с целью охраны природы.
Императив экологических ограничений стал настолько серьезным, что требует коренного пересмотра ряда подходов к современной экономике, новых принципов экономических отношений, использования рыночных отношений в решении экологических проблем.
Человек — самое могущественное существо в биосфере, способное изменить нормальное функционирование экологических систем.Управление — элемент, функция систем различной природы — биологических, технологических, социальных, обеспечивающих сохранение их определенной структуры, поддержание режима деятельности, реализацию их программ и целей. Сложившаяся на сегодняшний день система управления экологической деятельностью и контроля за природопользованием сложна и имеет много звеньев.