Пути предотвращения истощения ресурсов.

1. Цель теоретического занятия: дать понятия безотходной (малоотходной) технологии;  определить основные направления развития малоотходных и ресурсосберегающих технологий; доказать неизбежность перехода к нетрадиционным, альтернативным источникам энергии.

Время: 2 часа

Учебно-материальное обеспечение:

1.Компьютер, экран, проектор;

2. Электронная презентация к занятию.

Учебные вопросы:

2. Безотходные технологии;

3. Основные направления развития малоотходных и ресурсосберегающих технологий;

4. Использование альтернативных источников энергии.

 Безотходные технологии. Под безотходной (малоотходной) технологией подразумевается такой способ производства, при котором наиболее рационально и комплексно используются сырье и энергия в цикле «сырье — производство — потребление — вторичные сырьевые ресурсы».

 Основные направления развития малоотходных и ресурсосберегающих технологий следующие:

— все производственные процессы должны осуществляется при минимальном числе технологических этапов, поскольку на каждом образуются отходы, и теряется сырье;

— технологические процессы должны быть непрерывны, что позволяет наиболее эффективно использовать сырье, оборудование и энергию;

— мощность технологического оборудования должна быть оптимальной, что определяет максимальный коэффициент полезного действия и минимальные потери;

— выделяющаяся в различных технологических процессах теплота должна быть использована, что позволит сэкономить энергоресурсы и снизить тепловую нагрузку на окружающую среду.

Постепенный переход на малоотходные и ресурсосберегающие технологии в производстве приведет к значительному снижению нагрузки на окружающую среду и повышению эффективности природопользования.

С учетом этого в различных отраслях промышленности могут реализоваться различные природоохранные мероприятия:

— инженерные мероприятия направлены на совершенствование существующих и разработку новых технологических процессов, материалов и машин с целью исключения или смягчения негативных воздействий на природную среду;

— технологические мероприятия позволяют изменить показатели и характеристики источников воздействия на биосферу, определяющие их интенсивность;

— организационные мероприятия связаны с совершенствованием управления, структуры и функционирования новых или действующих природно-промышленных систем;

— экологические мероприятия обеспечивают использование потенциала самоочищения или самовосстановления природной среды.

Использование альтернативных источников энергии

Жизнедеятельность человечества невозможна без потребления энергии: она необходима для производства промышленных и сельскохозяйственных продуктов, для разработки новых технологий, да и просто для обогрева жилищ. Потребляя энергию, человек прошел путь от первого костра до атомных электростанций, освоил добычу традиционных энергетических ресурсов: угля, нефти и газа, научился использовать энергию рек, освоил “мирный атом”. Сегодня суммарное потребление тепловой энергии в мире составляет колоссальную величину – более 1013 Вт в год (эквивалентно 36 млрд. тонн условного топлива). Рост народонаселения Земли и развитие промышленности будут неуклонно увеличивать приведенные цифры.

Однако современное энергопотребление основано на использовании невозобновимых запасов ископаемого топлива – угля, нефти, газа, а они, к сожалению, не бесконечны. Все это составляет одну сторону энергетической проблемы, стоящей перед человечеством: быстрое исчерпание невозобновимого ископаемого топлива при нарастающих темпах его потребления.

Что касается перспектив ядерной энергетики, то все известные промышленные запасы урана будут исчерпаны уже в первом десятилетии XXI в. Учитывая затраты на добычу топлива, нейтрализацию, утилизацию и захоронение отходов, консервацию отработавших реакторов (а их ресурс не более 30 лет), расходы на социальные, природоохранные нужды, то стоимость энергии АЭС многократно превысит любой экономически допустимый уровень.

Использование в дальнейшем энергии термоядерного синтеза в мирных целях в настоящее время не определено.

Другой стороной энергетической проблемы является нарастающее загрязнение окружающей среды и, как следствие, глобальные изменения климата, кислотные дожди и т.п.

Дефицит энергии и ограниченность топливных ресурсов с все большей остротой показывают неизбежность перехода к нетрадиционным, альтернативным источникам энергии (АИЭ). Они экологичны, возобновляемы, основой их служит энергия Солнца и Земли. Рассмотрим основные из них.

Солнечная энергия. Солнце – неисчерпаемый источник энергии: ежесекундно на Землю поступает около 80 триллионов киловатт энергии, т. е. в тысячи раз больше, чем вырабатывают все электростанции мира. Использование только 0,5% этого количества могло бы полностью покрыть мировую потребность в энергии на тысячелетия.

Энергия ветра. На первый взгляд энергия ветра кажется одной из самых доступных и возобновляемых. В отличие от Солнца ветер может “работать” зимой и летом, днем и ночью. Но ветер – это очень рассеянный энергоресурс. Природа не создала “месторождения” ветров и не пустила их, подобно рекам, по руслам. Ветровая энергия практически всегда “размазана” по огромным территориям. Основные параметры ветра – скорость и направление – меняются подчас очень быстро и непредсказуемо, что делает его менее “надежным”, чем Солнце. Таким образом, возникают две проблемы, которые необходимо решить для полноценного использования энергии ветра. Первая – это возможность “ловить” кинетическую энергию ветра с максимальной площади. Вторая –добиться равномерности, постоянства ветрового потока. В настоящее время существуют интересные разработки по созданию принципиально новых механизмов для преобразования энергии ветра в электрическую.

Энергия недр Земли. Наиболее стабильным источником может служить геотермальная энергия – энергия земных недр (температура в центре Земли достигает нескольких тысяч градусов). Валовой мировой потенциал геотермальной энергии в земной коре на глубине до 10 км оценивается в 18 000 триллион тонн условного топлива, что в 1700 раз больше мировых геологических запасов органического топлива.

Контрольные вопросы:

1. Дать понятие безотходных (малоотходных) технологий;

2. Охарактеризовать основные направления развития малоотходных и ресурсосберегающих технологий;

3. Каковы перспективы использования альтернативных источников энергии?

 

 

3. Охрана природы – элемент сохранения экологического равновесия на планете. Охрана и рациональное использование ресурсов Мирового океана.

1. Цель теоретического занятия: дать сведения о Красной книге и особо охраняемых территориях; дать понятие об охране и рациональном использовании лесов и ресурсов Мирового океана.

Время: 2 часа

Учебно-материальное обеспечение:

1.Компьютер, экран, проектор;

2. Электронная презентация к занятию.

3.1Охрана природы – элемент сохранения экологического равновесия на планете.

Учебные вопросы:

1.Сведения о Красной книге и внесенных в нее представителях животного и растительного мира;

2. Особо охраняемые территории: заповедники, заказники, национальные парки;

3.Охрана и рациональное использование лесов.

Проблема защиты окружающей среды встала перед человечеством сравнительно недавно. В наше время происходит огромное количество вредных выбросов в атмосферу и океан, уничтожение лесов. Все это значительно приближает мир к самоуничтожению. Озоновые дыры, потепление климата, вымирание многих видов животных наглядно свидетельствует о том, что наша среда обитания истощена до предела. От дальнейшей активности людей будет зависеть жизнь планеты и ее обитателей.

Международный союз охраны природы и природных ресурсов регулярно публикует так называемую Красную книгу.

 Красный цвет книги означает – запрещающий цвет: остановись, не губи, стоп! Дальше так нельзя. Красный цвет – это сигнал тревоги и опасности, это сигнал SOS, который нам подают животные и растения, то есть книгу назвали именно так, чтобы привлечь внимание людей и попробовать остановить варварское уничтожение окружающей мира.

 Статистика здесь очень удручающая: в начале века исчезал лишь один вид животных за год. Сейчас целый вид исчезает ежедневно!  В Красную книгу попадают те виды растений и животных. Которые формировались не одно тысячелетие, а теперь по вине человека оказываются перед катастрофой — полным исчезновением. Красная книга вся состоит из цветных страниц.

 Черные страницы содержат списки тех, кого уже нет, кого мы больше никогда не увидим, кто уже вымер (Морская корова, странствующие голуби и другие.).

Красные страницы показывают нам исчезающих и особо редких животных (зубры, красный волк, бобры, леопард, снежный барс, амурский тигр и другие).

 Желтые страницы – те, животные количество которых быстро уменьшается (белые медведи, розовый фламинго, розовая чайка, джейран и другие).

 Белые страницы – это те животные, которых всегда было немного.

 Серые страницы – внесены те животные, которые очень мало изучены, и места их обитания малодоступны.

 Зеленые страницы – те животные, которых нам удалось сохранить, и спасти их от вымирания (лось, речной бобр).

 Красная книга – документ временного действия. Люди постепенно узнают новое об исчезающих видах растений и животных, предлагают взять их под охрану, соответственно вносят в Красную книгу.

 Какие-то растения или животные могут уже не нуждаться в охране – их переносят на другие страницы книги.

В данный момент с этой экологической проблемой столкнулись все страны мира. Считается, что наиболее подвержены проблеме загрязнения окружающей среды индустриальные страны Америки и Европы, но пройдет совсем немного времени, когда эта же проблема охватит и развивающиеся страны, поэтому уже сейчас следует предпринимать серьезные меры, так как известно: беду легче предотвратить, чем потом устранять ее последствия.

За последние года возрос интерес в России к вопросам разработки и реализации национальной экологической политики. А также к вопросам по плану действий в области охраны окружающей среды, региональных программ управления природными ресурсами. Так, в 1994 году был опубликован Указ Президента РФ «О государственной стратегии РФ по охране окружающей среды и обеспечению устойчивого развития». Этот закон включает в себя охрану территорий, существенно различающихся как по устанавливаемым режимам охраны и использования природных ландшафтов, так и по подчиненности и процедуре организации.

 В соответствии с законодательством Российской Федерации «Особо охраняемые природные территории – участки земли, водной поверхности и воздушного пространства над ними, где располагаются природные комплексы и объекты, которые имеют особое природоохранное, научное, культурное, эстетическое, рекреационное и оздоровительное значение, которые изъяты решениями органов государственной власти полностью или частично из хозяйственного использования и для которых установлен режим особой охраны». С учетом особенностей режима особо охраняемых природных территорий и статуса находящихся на них природоохранных учреждений различаются следующие категории указанных территорий:

-государственные природные заповедники, в том числе биосферные;

-национальные парки;

-природные парки;

-государственные природные заказники;

-памятники природы;

-дендрологические парки и ботанические сады;

-лечебно-оздоровительные местности и курорты.

К категории особо охраняемых территорий тесно примыкают водные охраняемые зоны, примыкающие «...к акваториям рек, озер, водохранилищ и других поверхностных водных объектов, на которых устанавливается специальный режим хозяйственной деятельности с целью предотвращения загрязнения, засорения, заиления и истощения водных объектов, а также сохранения среды обитания объектов животного и растительного мира».

Фактически, только государственные природные заповедники представляют собой охраняемые природные территории, полностью изъятые из хозяйственного использования с целью охраны естественных экосистем (природных комплексов и объектов, земли, воды, недр, растительного и животного мира. Одновременно заповедники являются наиболее традиционной для России формой охраняемых природных территорий, на протяжении десятков лет играющую важнейшую роль в сохранении экологических систем, характерных для различных географических зон.

Леса обладают средообразующими, водоохранными, защитными, санитарно-гигиеническими, оздоровительными и иными полезными природными свойствами. Так, леса создают почву, смягчают климат, предотвращают наводнения, сохраняют влагу, противодействуя засухам, уменьшают эрозионное воздействие дождей, удерживают почву на склонах и предохраняют реки и морские побережья от заиления. Кроме того, особо следует подчеркнуть экономическое значение леса и иной растительности для удовлетворения потребностей человека.

Лес – это совокупность земли, древесной, кустарниковой и травянистой растительности, животных, микроорганизмов и других компонентов окружающей природной среды, биологически взаимосвязанных и влияющих друг на друга в своём развитии. Таким образом, понимание леса как природного объекта подчеркивает его неразрывную не только биологическую, но и правовую связь с земельным участком, оборот которого должен регулироваться земельным и гражданским законодательством.

В Лесном кодексе РФ осуществляется привязка лесов к землям, на которых они расположены, и в отличие от лесного законодательства предыдущих лет регулирование использования и охраны лесов осуществляется в зависимости от целевого назначения, использования и охраны этих земель, которые в соответствии с п. 1 ч. 1 ст. 1 Земельного Кодекса Российской Федерации рассматривались как часть природы, природный ресурс и одновременно как недвижимое имущество, объект права собственности и иных прав на землю.

Влияние лесов на окружающую природную среду исключительно многообразно. Оно проявляется, в частности, в том, что леса:

 — являются основным поставщиком кислорода на планете;

 — непосредственно влияют на водный режим как на занятых ими, так и на прилегающих территориях и регулируют баланс воды;

 — снижают отрицательное воздействие засух и суховеев, сдерживают движение подвижных песков;

 — смягчая климат, способствуют повышению урожаев сельскохозяйственных культур;

 — поглощают и преобразовывают часть атмосферных химических загрязнений;

 — защищают почвы от водной и ветровой эрозии, селей, оползней, разрушения берегов и других неблагоприятных геологических процессов;

 — создают нормальные санитарно-гигиенические условия, благотворно влияют на психику человека, имеют огромное рекреационное значение.

Контрольные вопросы:

1.Дать сведения о Красной книге и внесенных в нее представителях животного и растительного мира;

2. Дать характеристику особо охраняемым территориям: заповедники, заказники, национальные парки;

3. Каково влияние лесов на окружающую природную среду?

3. Рассказать о регулировании использования и охраны лесов.

 

3.2 Охрана и рациональное использование ресурсов Мирового океана

Учебные вопросы:

1.Охрана и рациональное использование ресурсов Мирового океана.

2.Значение морских экосистем в жизни человека.

 Мировой океан, являясь совокупностью всех морей и океанов Земли, оказывает огромное влияние на жизнедеятельность планеты. Огромная масса вод океана формирует климат планеты, служит источником атмосферных осадков.

Основной ресурс Мирового океана — морская вода. Она, содержит 75 химических элементов, среди которых такие важные, как уран, калий, бром, магний. И хотя основной продукт морской воды всё ещё поваренная соль — 33 % от мировой добычи, но уже добываются магний и бром, давно запатентованы методы получения целого ряда металлов, среди них и необходимые промышленности медь и серебро, запасы которых неуклонно истощаются, когда как в океанских водах их содержится до полмиллиарда тонн.

Помимо выделения химических элементов морская вода может быть использована для получения необходимой человеку пресной воды. Сейчас имеется в наличии много промышленных методов опреснения: применяются химические реакции, при которых примеси удаляются из воды; солёную воду пропускают через специальные фильтры; наконец, производится обычное кипячение.

Главное богатство Мирового океана — это его биологические ресурсы (рыба, зоо- и фитопланктон и другие). Биомасса  океана насчитывает 150 тыс. видов животных и 10 тыс. водорослей, а её общий объём оценивается в 35 миллиардов тонн, чего вполне может хватить, чтобы прокормить 30 миллиардов человек. Вылавливая ежегодно 85—90 миллионов тонн рыбы, на неё приходится 85 % от используемой морской продукции, моллюсков, водорослей, человечество обеспечивает около 20 % своих потребностей в белках животного происхождения. Живой мир Океана — это огромные пищевые ресурсы, которые могут быть неистощимыми при правильном и бережном их использовании. Максимальный вылов рыбы не должен превышать 150—180 миллионов тонн в год: превзойти этот предел очень опасно, так как произойдут невосполнимые потери. Многие сорта рыб, китов, ластоногих вследствие неумеренной охоты почти исчезли из океанских вод, и неизвестно, восстановится ли когда-нибудь их поголовье. Но население Земли растёт бурными темпами, всё больше нуждаясь в морской продукции.

Мировой океан может служить переработчиком отходов. Благодаря химическому и физическому воздействию своих вод и биологическому влиянию живых организмов, он рассеивает и очищает основную часть поступающих в него отходов, сохраняя относительное равновесие экосистем Земли. В течение 3000 лет в результате круговорота воды в природе вся вода Мирового океана обновляется.

Океаны и моря загрязняются такими вредными для них веществами, как нефть, тяжелые металлы, пестициды, радиоизотопы. Газообразные токсические вещества, как окись углерода, двуокись серы, поступают в морскую воду из атмосферы. Степень загрязненности постоянно растет. Способности воды к самоочищению порой оказывается недостаточной, чтобы справиться с постоянно увеличивающимся количеством сбрасываемых отходов. Под влиянием течений загрязнения перемешиваются и очень быстро распространяются, оказывая вредное воздействие на зоны, богатые животными и растительностью, нанося серьезный ущерб состоянию морских экосистем.

К числу наиболее вредных химических загрязнений относятся нефть и нефтепродукты. Ежегодно в океан попадает более 10 млн. т. нефти. Загрязняют поверхность танкеры, утечка сырья при бурении.

Очень ядовиты растворимые компоненты нефти. Они нередко становятся причиной гибели рыбы, морских птиц.

Не меньше чем нефть опасно загрязнение тяжелыми металлами. Французские исследователи установили, что дно Атлантического океана загрязнено попадающим с суши свинцом на расстоянии 160 км от берега и на глубине до 1610 м. Более высокая концентрация свинца в верхнем слое донных отложений, чем в более глубоких слоях, свидетельствуют о том, что это следствие человеческой деятельности, а не природных процессов.

Еще одним губителем океана являются пестициды. Их мировое производство достигает 200 тыс. т. в год. Относительная химическая устойчивость, а также характер распространения способствовали их поступлению в моря в больших объемах. Постоянное накопление в воде хлорорганических веществ представляет серьезную угрозу для жизни людей.

Бытовые отбросы очень опасны, так как являются переносчиками болезней человека: брюшного тифа, дизентерии, холеры. Они также содержат значительное количество кислородопоглощающих веществ. Твердые бытовые отбросы являются причиной аварий в судоходстве, опутывая гребные винты судов, засоряя трубопроводы систем охлаждения двигателей. Известны случаи гибели крупных морских млекопитающих из-за механической закупорки легких кусками синтетической упаковки.

Запрещен слив нефтесодержащих вод с танкеров, все сбросы с них должны выкачиваться только на береговые приемные пункты. Для очистки и обеззараживания судовых сточных вод, в том числе хозяйственно-бытовых, созданы электрохимические установки.

Океан является колыбелью жизни на планете и еще множество загадок хранят его водные толщи и океаническое ложе. Появление жизни в океане более 3 млрд лет тому назад положило начало формированию биосферы. И сейчас, занимая более 70% поверхности Земли, он определяет во многом, в сочетании с материковыми экосистемами, целостность современной биосферы Земли.

Таким образом, природные экосистемы «работают» на поддержание своей жизнеспособности и собственного развития без всяких забот и затрат со стороны человека, более того, в них создается и заметная доля пищевых продуктов и других материалов, необходимых уже для жизни самого человека. Но главное, именно здесь очищаются большие объемы воздуха, возвращается в оборот пресная вода, формируется климат и др.

Контрольные вопросы:

1.Каковы биологические ресурсы Мирового океана?

2. Какие основные загрязнители  Мирового океана?

3. Каково значение морских экосистем в жизни человека.

Тема 1. 3  Загрязнение окружающей среды