ТЕМА 2. Концепция экосистемы

ЭКОЛОГИЯ

Перечень тем:

1. Предмет экологии.

2. Концепция экосистемы.

3. Динамика и эволюция экосистем.

4. Биосфера.

5. Характеристика составных частей биосферы; их загрязнение

5.1. Атмосфера;

5.2. Вода;

5.3. Почвы.

6. Понятие качества ОСП.

7. Нормирование состояния ОСП:

7.1. Санитарно – гигиенические нормативы;

7.2. Производственно – хозяйственные нормативы;

7.3. Комплексные нормативы.

8. Мониторинг загрязнения ОСП.

 

 

ТЕМА 1. Предмет экологии

В настоящее время все еще нет единого и общепринятого определения понятия термина «экология». Буквальное его толкование – наука о доме.

Рождение экологии как самостоятельной биологической науки относят примерно к 1900 г., хотя сам термин наиболее широко стал применяться в 80-х гг. XX столетия. Заслуга введения термина принадлежит немецкому биологу Эрнсту Геккелю, который в трудах, опубликованных в 1886 г. назвал экологией «общую науку об отношениях организмов к окружающей среде».

Известный эколог, наш современник, чьи труды стали классическими, Ю. Одум, определяет экологию как науку о «природном доме», охватывающую изучение всех живущих в нем организмов и всех функциональных процессов, делающих этот дом пригодным для жизни (1986 г.).

Сейчас многие ученые также считают экологию наукой об отношениях живых организмов или групп организмов с окружающей средой, о взаимоотношениях между различными живыми организмами.

К концу XX века сложилось мнение, что экология как наука выходит за рамки биологии, является междисциплинарной и стоит на стыке биологических, геолого–географических, технических и социально-экономических наук.

Ее определяют как науку, исследующую закономерности жизнедеятельности организмов в их естественной среде обитания, с учетом изменений, вносимых в среду деятельностью человека (Лямин В.С.).

Основные разделы современной экологии: общая (теоретическая) экология, биоэкология, геоэкология, экология человека, соц3иальная экология, прикладная экология. Система экологических наук составляет основу развития такого современного направления как природопользование, последнее включает в себя раздел охраны окружающей природной среды.

Методологическую основу современной экологии составляет сочетание системного подхода, натуральных наблюдений, эксперимента и моделирования.

ТЕМА 3. Динамика и эволюция экосистем

Сукцессия и климакс

Под влиянием многих факторов видовой состав экосистем может с течением времени меняться. Такое направленное предсказуемое развитие экосистемы до установления равновесия между биотическим сообществом – биоценозом, и абиотической средой – биотопом, - называется сукцессией. Экологическая сукцессия – последовательная смена биоценозов, преимущественно возникающих на одной и той же территории под воздействием природных или антропогенных факторов. Сукцессия, начинающаяся на участие, прежде не занятом, называется первичной (лишайники на пашнях - кустарники, мхи, травы и т.д.). Если сообщество развивается на месте уже существовавшего, то говорят о вторичной сукцессии (после раскорчевания или порубки леса, при устройстве водоема и т.д.).

Скорость сукцессий различна. [В историческом аспекте смена фауны и флоры по геологическим периодам есть не что иное, как экологическая сукцессия.] Сукцессия завершается формированием нового сообщества, которое адаптировано к климатическим условиям. Такое сообщество называется климаксом. Так динамично развиваются экосистемы.

В отличие от сукцессий, эволюция экосистем представляет собой длительный процесс их исторического развития. Эволюционные процессы необратимы. Эволюция экосистем – это история развития жизни на Земле от возникновения биосферы до наших дней. В основе эволюции лежат естественный отбор на видовом или более широком уровне.

В идеальном случае климакс должен существовать достаточно долго: пока его не нарушат внешние воздействия.

Для описания состояния и изменений экосистемы определяющими являются факторы времени и пространства.

Временной фактор, установление промежутка времени, в течение которого система сохраняет свои свойства и параметры, является элементом любого описания состояния системы. Для экосистем это связано со свойством устойчивости. При воздействиях на экосистему (возмущениях), которые не превышают порога ее устойчивости, компенсационные механизмы экосистемы (механизмы гомеостаза) возвращают ее в исходное состояние. Более сильные воздействия переводят экосистему в другое состояние, которое тоже может быть устойчивым, но имеет уже другие параметры, описывающие ее состояние и свойства.

В настоящее время усиливается роль антропогенного фактора в эволюции экосистем. Антропогенные воздействия нарушают естественные круговороты вещества и потоки энергии. Следствием антропогенного воздействия на окружающую среду является снижение устойчивости экосистем к воздействиям. С этой точки зрения различают сукцессии деградационные (в противоположность восстановительным). Если процессы деградации приводят к существенным, негативным для человека последствиям, то он оценивает состояние экосистем как кризисное, или катастрофическое.

 

Экологические факторы

Для характеристики взаимодействия организма со средой, в том числе отклика на воздействия, необходимо обратиться к понятию экологический фактор.

Под экологическими факторами (Эф) понимают те воздействия, которые оказывают непосредственное влияние на характер и интенсивность протекающих в экосистеме процессов.

В широком смысле все факторы воздействия на живые организмы могут быть названы экологическими. Однако экологи под Эф понимают такие свойства компонентов экосистемы и характеристики ее внешней среды, которые оказывают непосредственное и существенное влияние на особей данной популяции, а также на характер их отношений друг с другом и с особями других популяций. Понятие Эф -а сейчас значительно расширилось и включает влияние не только на особи и популяции, но и на биоценозы и экосистемы в целом.

Для классификации Эф используют различные признаки, учитывающие как многообразие этих факторов, так и их свойства.

По отношению к экосистеме Эф делятся на внешние (экзогенные или энтопические) и внутренние (эндогенные).

Внешние факторы, действуя на систему, сами не подвержены или почти не подвержены ее влиянию. К ним относят солнечную радиацию, атмосферные осадки, атмосферное давление, скорость ветра и течений и т.д.

Внешние Эф по отношению к экосистеме являются воздействиями. Реакция экосистемы, биоценоза, популяций и особей на эти воздействия называется откликом.

От характера отклика зависит способность организма приспосабливаться к условиям окружающей среды, адаптироваться. В конце концов эти предпосылки лежат в основе механизма естественного отбора. С другой стороны, определяют устойчивость экосистемы.

Внутренние факторы соотносятся со свойствами самой экосистемы, входят в ее состав и образуют ее. Это численность и биомасса популяций, количества различных химических веществ, характеристики водной и почвенной массы и т.п.

Во многом такое разделение условно и зависит от постановки задачи исследования.

Каждый фактор имеет свою область определения. Под этим понимают совокупность всех значений, которые могут принимать данный фактор.

На практике области определения обычно ограничены в некотором диапазоне значений.

Классификация Эф по их свойствам, отношению к экосистеме, включает деление на климато-географические, биогеографические, биологические, а также почвенные, водные, атмосферные и т.п.

В последние годы (десятилетия) все чаще употребляется термин антропогенные (вызванные человеком) факторы; их противопоставляют природным (естественным) факторам.

Особенно выделяют факторы, характеризующие количественные параметры биотической и абиотической составляющих экосистемы: численность и биомассу популяций, концентрации химических веществ. Такие факторы называются ресурсными.

Условия существования организмов и популяций можно рассматривать как регулирующие Эф.

Все затронутые проблемы являются самостоятельными разделами биологической науки. Раздел экологии, где предметом изучения являются Эф -ы, иногда называют факториальной экологией. Значительное место в ней отводится математико-статистическим методам.

Не все Эф одинаковы важны для успешного выживания организма, поддержания структуры экосистемы. Первостепенное значение имеет так называемые лимитирующие Эф-ы. Лимитирующим считается такой фактор, по которому для достижения заданного (достаточно малого) относительного изменения отклика требуется min-ое относительное изменение этого фактора.

ТЕМА 4. БИОСФЕРА

Биосфера – область «жизни», пространство на поверхности земного шара, в котором обитает живое вещество. Под биосферой понимают совокупность всех живых организмов и окружающей их среды. Состав, структура и энергетика биосферы определяются совокупной деятельностью живых организмов и космоса. Биосфера – это не вся планета. Она ограничена сверху озоновым слоем (т.е. 20-25км), на суше прослеживается до глубины ~ 4,5км (нефтяные воды, содержащие бактерии) и на глубине 2-3км ниже уровня океана. По физическим природным условиям биосфера делится на три среды: атмосферу, гидросферу, литосферу (нарисовать).

Термин «биосфера» был введен в 1875г. австрийским геологом Э. Зюссом, который рассматривал биосферу как пространство, заполненное жизнью.

Учение о биосфере создано русским ученым академиком В.И. Вернадским; его классический труд «биосфера» опубликован в 1926г. Он выдвинул тезис о роли живого вещества, т.е. биоты, в формировании и поддержании основных физико – химических свойств оболочек Земли. Он подчеркивал, что биосфера – это не только пространство, где обитают живые организмы, но и зона влияния последних, результат совокупной химической активности в прошлом и настоящем. Вернадский рассматривал земную кору как продукт деятельности прошлых биосфер.

По Вернадскому биосфера представляет собой уникальную гиологическую оболочку Земного шара, глобальную систему Земли, в которой геохимические и энергетические превращения определяются суммарной активностью живых организмов.

Есть два пути создания органического вещества:

- использование радиационной энергии (фотосинтез);

- использование энергии биохимических процессов (хемосинтез).

Первый путь приводит к образованию основной биомассы. Хемосинтез играет важную роль в круговороте и при других процессах в биосфере, но органической массы дает мало.

Все вещества на планете находятся в процессе биохимического круговорота. Выделяют дваосновныхкруговорота: большой (геологический) и малый (биотический).

Большой круговорот длится миллионы лет (рассказать). Малый круговорот является частью большого и происходит на уровне биогеоценоза. Питательные вещества почвы, воды, воздуха аккумулируются в растениях, расходуются на создание их массы и жизненных процессов в них.

Продукты распада органического вещества под воздействием редуцентов вновь разлагаются до минеральных компонентов, доступным растениям,

вовлекаются ими в поток вещества.

Вернадский связывал в единое целое живое и неживое – косное вещество.

Под живым веществом он понимал совокупность всех живых организмов – микроорганизмов, животных и растений, их активной биомассы.

Живое вещество противопоставляется неживому, косному веществу – горным породам, минералам, никак не связанном с деятельностью живых организмов.

Им выделен также еще один вид вещества – биокосное вещество, куда входят продукты взаимодействия живого и косного вещества, например, океанические воды, почва, нефть и т. д.

Вернадский различал также биогенное в-во – геологические породы, созданные благодаря жизнедеятельности организмов: каменный уголь, известняк и др. Устойчивость биосферы обеспечивается многообразием форм жизни и многофункциональностью живых существ, которые поддерживают круговорот веществ и энергии.

Ученый выделил три главные составляющие среды биосферы: газовую (атмосфера), водную (гидросфера) и каменную (литосфера).

В рамках концепции биосферы, деятельность живых организмов, населяющих разные среды, интегрируется на уровне биосферы как целостной функциональной системы.

Основной функцией биосферы является поддержание жизни благодаря непрерывному потоку и превращению вещества и энергии.

Ключевыми разделами науки о биосфере являются представления о круговоротах вещества и энергии. Все химические элементы циркулируют в биосфере по определенным путям: из внешней среды в организмы и из них опять во внешнюю среду. Эти пути, в большей или в меньшей степени замкнутые, называют биохимическими циклами. Движение химических элементов и неорганических соединений, на пользуемых для жизни и циркулирующих в биосфере, называют круговоротом элементов питания, или круговоротом биогенных элементов углерода, кислорода, азота и фосфора.

Согласно наиболее распространенной теории происхождения жизни на Земле, первые экосистемы возникли 3 млрд. лет назад и были населены цианобактериями. Затем возникли автотрофные водоросли, сыгравшие одну из главных ролей в превращении атмосферы в кислородную.

Смены фауны и флоры в геологическом масштабе времени отличаются от экологических сукцессий. Они начинаются не с заселения новых, незанятых мест, а с перестройки внутренних связей в уже сложившихся и функционирующих экосистемах. В этом случае ряд видов теряет устойчивость и погибает; замещается другими видами, более адаптированными к условиям среды.

В ходе геологического времени развитие биосферы носило необратимый характер. В первую очередь это касается живого вещества, для которого необратимость развития стала ясной после работ Ч. Дарвина (1859). Основываясь на эволюционном учении и палеонтологических данных, знаменитый бельгийский палеонтолог Л. Долло (1857-1931) сформулировал закон необратимой эволюции:

«Организм не может вернуться, хотя бы частично, к предшествующему состоянию, которое было уже осуществлено в ряде его предков».

Б. Коммонер (1974) выдвинул ряд положений, которые сегодня называют законом экологии:

1) все связано со всем; 2) все должно куда-то деваться; 3) природа «знает» лучше; 4) ничего не дается даром.

Первый закон отражает существование сложнейшей сети взаимодействий в экосфере. Он предостерегает человека от необдуманного воздействия на отдельные части экосистем.

Второй закон вытекает из функционального закона сохранения материи. Он позволяет по-новому рассматривать проблему отходов мат-го производства. Огромные количества веществ, извлечены из Земли, преобразованы в новые соединения и рассеяны в окружающей среде без учета того факта, что «все куда-то девается». И как результат - большие количества вещества зачастую накапливаются там, где по природе их быть не должно.

Третий закон исходит из того, что нужно тщательно изучать естественные био- и экосистемы, сознательно относиться к преобразующей деятельности. Без точного знания последствий преобразования природы недопустимы никакие ее «улучшения».

Четвертый закон, по мнению Коммонера, объединяет три предыдущие, потому что биосфера, как глобальная экосистема представляет собой единое целое, в рамках которого ничего не может быть выиграно или потеряно и которая не может являться объектом всеобщего улучшения; все что было извлечено из нее человеческим трудом, должно быть возмещено.

В законах Коммонера обращается внимание на всеобщую связь процессов и явлений в природе: любая природная система может развиваться только за счет использования материально-энергетических и информационных возможностей окружающей ее среды.

 

Тема 5. Характеристика основных частей биосферы;

Их загрязнение

Атмосфера

Атмосфера является одним из необходимых условий возникновения и существования жизни на Земле. Она участвует в формировании климата на планете, регулирует ее тепловой режим, способствует перераспределению тепла у поверхности. Атмосфера предохраняет Землю от резких колебаний температур, благодаря наличию кислорода атмосфера участвует в обмене и круговороте веществ в биосфере, в атмосфере распределяются и рассеиваются солнечные лучи, что создает равномерное освещение. Она является средой, где распространяется звук. Озоновый слой защищает нас от губительно го ультрафиолетового излучения.

Основной компонент атмосферы – азот (ок.78%). В соединениях в виде нитратов он играет важную роль в биологическом обмене веществ.

Самый активный в биосферных процессах газ – кислород (ок.21%).

Важной частью является диоксид углерода СО₂ или углекислый газ (ок.0,03%). Он существенно влияет на погоду и климат на Земле. Его содержание в атмосфере не постоянно. СО₂ поступает в атмосферу из горячих ключей, вулканов, при дыхании, пожарах; потребляется растениями и растворяется в воде.

В небольших количествах в атмосфере содержится оксид углерода СО, инертные газы (аргон, гелий и др.), водород, метан, водяной пар, аэрозоли и т.д.

Загрязнителем атмосферы может быть любой физический агент, химическое вещество или биологический вид, попадающие в окружающую среду в количествах выше естественных. Это могут быть газы, твердые и жидкие вещества, физические поля. По происхождению загрязнение может быть природным (вызванном естественными причинами) и антропогенным (связа но с деятельностью человека). Масштаб загрязнения может быть различным – от локального до регионального и глобального. Выделяется трансграничное загрязнение (объяснить). Антропогенное загрязнение происходит от стационарных и передвижных источников. Одним из основных загрязнителей атмосферы считается СО₂. Считается, что дальнейшее увеличение его содержания в атмосфере может привести к парниковому эффекту (рассказать механизм).

Для человека загрязнение атмосфере наиболее опасно. Оно связывается с возникновением и широким распространением многочисленных заболеваний. Так, для Ухты широкое развитие астматических и аллергических заболеваний у детей связывают с ухудшением качества атмосферного воздуха.

В России наиболее грязный воздух в Уральском и Поволжском экономических районах. На уровне регионов «выделяются» Иркутская, Кемеровская, Московская области, Красноярский край. Наиболее грязными городами являются Норильск, Новокузнецк, Липецк, Череповец, Магнитогорск, Омск, Москва, Красноярск, Новосибирск. Всего в России статус особо загрязненных имеют 45 городов, в которых проживает 20% населения страны. Атмосферному загрязнению способствует развитие таких отраслей, как энергетика, металлургия, химическая, стройматериалов, нефте- и газопереработка.

Более 60% всех выбросов в атмосферу связаны с передвижными источниками загрязнения. Наиболее высока доля такого загрязнения для Москвы, Уфы, Омска, С-Петербурга.

 

Вода

Вода является составной частью биосферы, от которой зависит состояние животного и растительного мира. Водные глади занимают 70,8% поверхности планеты. На долю пресных вод приходится 2% объема гидросферы, причем только 0,3% от этих 2% доступно для хозяйственного освоения (собственно водные ресурсы). Распространены эти водные ресурсы крайне неравномерно. Помимо поверхностных пресных вод очень ценны подземные, особенно пресные. В принципе Мировой океан является неисчерпаемым, но необратимо ухудшить качество водных ресурсов человечество в состоянии.

Качество воды в природе определяется совокупностью физико-географических факторов (климат, рельеф, почвы, характер прибрежной растительности, площадь стока, лесистость и т.п.), а также зависит от биологических процессов, протекающих в водоемах. Человек значительно влияет накачество водной среды. Под качеством воды понимают совокупность ее свойств, обусловленных характером содержащихся в воде примесей (минеральных и органических веществ) в ионном, молекулярном, комплексном, коллоидном, взвешенном состоянии, а также изотопным составом.

Состав природных вод оценивается физическими (температура, прозрачность, цветность, привкус, запах) и химическими (ионный состав, жесткость, щелочность, рН, сухой остаток, содержание растворенного кислорода, активного хлора, свободной углекислоты, токсичных веществ и т.д.) показателями.

Загрязнение вод открытых водоемов происходит в результате сброса в них химических соединений, неохлажденной воды, попадания механических частиц, радиоактивных веществ и т.п.

Сбрасываемая в водоемы после использования вода по своему качеству делится на 3 вида: условно-чистую, нормативно-очищенную, без очистки (загрязненную).

Условно чистая вода не требует предварительной очистки, ее сброс не приводит к изменению качества водоема в месте сброса.

Нормативно-очищенными сточными водами называются прошедшие очистку стоки, в которых содержание загрязняющих веществ соответствует утвержденной номе. Их сброс не приводит к изменению качества воды в водоеме.

Загрязненные воды не соответствуют принятым нормативам содержания в них загрязняющих веществ. Они недостаточно очищены или не очищены вообще. В Республики Коми загрязненные воды составляют около 52% от всех сбрасываемых в водоемы вод.

Наиболее активному антропогенному загрязнению подвергаются поверхностные воды суши, более защищенными оказываются подземные.

В мировом масштабе больше всего воды используется в с/х (в России – в промышленности), однако самой загрязняющей отраслью выступает жилищно-коммунальное хозяйство городов. Максимальное промышленное загрязнение воды фиксируется там, где развита энергетика, химическая и целлюлозно-бумажная промышленность, горнодобывающие производства.. Наиболее опасно загрязнение тяжелыми металлами, органическими соединениями (нефтепродуктами, пестицидами и т.п.), болезнетворными микроорганизмами.

Огромное количество заболеваний связанос качеством воды, начиная от инфекционных, заканчивая патологиями желудочно-кишечного тракта и опорно-двигательной системы.

 

Почвы

Почвенный покров является важнейшим природным образованием. Почва – основной источник продовольствия, обеспечивая 95-97% продовольственных ресурсов для населения планеты. Представления о почве как о самостоятельном природном теле с особыми свойствами появились лишь в конце Х1Х века благодаря В.В.Докучаеву – основоположнику современного почвоведения. Он создал учение о зонах природы, почвенных зонах, факторах почвообразования.

Почва состоит из трех фаз – твердой (минеральной и органической), жидкой и газообразной. Сверху вниз по почвенному разрезу содержание органических веществ и живых организмов уменьшается.

Твердая часть почвы состоит из минеральных и органических веществ и является сравнительно рыхлым образованием. Часть объема почвы (поры) заполнена водой или воздухом. В состав минеральной части почвы входят Si, Al, Fe, K, Na, Mg, Ca, P, S и другие химические элементы, которые в основ ном находятся в окисленном состоянии, а также в виде солей.

В состав твердой части почвы входят и органические вещества, преимущественно в виде гумуса.

Образование почв происходит на Земле с момента возникновения жизни и зависит от многих факторов: субстрата, растительности, животные организмы, микроорганизмы, климат, рельеф и т.п.

С помощью животных, бактерий, физических и химических воздействий органическое вещество разлагается, превращаясь в почвенный гумус. Неразложившийся растительный материал создает благоприятные условия для действия почвенной фауны и микроорганизмов, что обеспечивает устойчивый тепловой режим, влажность.

Продолжительность процесса почвообразования для различных материков и широт составляет от нескольких сотен до нескольких десятков лет.

Хозяйственная деятельность человека в настоящее время становится доминирующим фактором разрушения почв, снижения и повышения их плодородия.

Плодородие – основное качество почвы. На плодородие влияют процессы аридизации (уменьшения влажности обширных территорий с сокращением продуктивности экосистем), эрозии (разрушение почв под действием ветра, воды, техники).

В настоящее время на больших площадях происходит снижение продуктивности почв из-за уменьшения содержания гумуса. Так, в РФ за последние 20 лет запасы гумуса в почве сократились на 25-30%.

Хозяйственная деятельность способствует загрязнению, дегумификации, вторичному засолению, эрозии почвы.

Основными загрязнителями являются пестициды, применяемые длф борьбы с сорняками, тяжелые металлы, нефтепродукты.

К регионам со значительным загрязнением почвы пестицидами можно считать Московскую и Курскую области, к регионам со средним – в целом Центрально-Черноземный район, Приморский край, Северный Кавказ.

Почвы вокруг городов и крупных предприятий цветной и черной металлургии, химической промышленности, машиностроения, ТЭС на расстоянии в несколько десятков км загрязнены тяжелыми металлами, нефтепродуктами, соединениями серы и другими веществами. Так, содержание свинца в почвах вокруг городов может превышать допустимые значения в 80 раз, марганца около металлургических предприятий – в 6 раз. Загрязнение почв нефтью в местах ее добычи и переработки превышает фоновое в десятки раз (г. Владимир вдоль нефтепровода – в 33 раза, Харьягинское месторождение – местами на 1 кг грунтовой навески 200 г нефти).

Загрязняющие вещества нередко выпадают на почву из атмосферы. Так, вокруг алюминиевых заводов отмечается чрезмерное содержание в почве фторидов, у металлургических предприятий – загрязнение кобальтом, никелем и т.п. При сжигании каменного угля почвы загрязняются тяжелыми металлами и т.п.

Ухудшают качество почв и отходы производства.

Изменение содержания микроэлементов в почве немедленно сказывается на здоровье травоядных животных и человека, приводит к нарушению обмена веществ, вызывая различные заболевания местного характера.

В подзолистых почвах, характерных для таежной зоны, содержится много железа. Если в почву в том или ином виде попадет сера (например, кислотные дожди), в результате химической реакции может образоваться сернистое железо – сильнейший яд, уничтожающий микрофлору в почве, сто нарушает естественные биогенные круговороты и приводит к потере плодородия.

Почва становится мертвой, если на 1 кг грунта она содержит 2-3 г свинца.

В почве скапливаются канцерогенные вещества, вызывающие раковые заболевания. Источниками канцерогенов могут быть выхлопы автотранспорта, выбросы и отходы промышленных предприятий, продукты нефтепереработки. Отходы, вывозимые на свалки, также являются источниками загрязнения почв, кроме того свалки занимают большие площади, выводя земельные ресурсы из активного использования.

 

Тема 6. Понятие качества ОС

 

Экологические права человека, экологическая экспертиза, экологический риск – дифференциация этих понятий зависит от оценки обществом состояния ОС, от нормативных показателей степени ее загрязнения.

В настоящее время используются различные нормативы качества ОС и функции их различны. Одни дают оценку среды обитания, другие - лимитируют вредные воздействия на природу. Однако их объединяет общность целей, т.к. они определяют качество не социальной, а природной среды.

Под качеством природной среды понимают такое состояние ее экосистем, при котором постоянно обеспечиваются обменные процессы энергии и веществ между природой и человеком на уровне, обеспечивающем воспроизводство жизни на Земле. Качество природной среды до активного вмешательства человека обеспечивалось самой природной средой путем саморегуляции, самоочищения от загрязнения нетехногенного происхождения.

В основе такого самоочищения и саморегуляции лежит принцип безотходности процессов, происходящих в природных циклах. Это значит, что конечный продукт одного природного цикла служит сырьем для другого.

Человеческое производство, в отличие от природного, построено на отходной технологии. Конечный продукт, получаемый человеком в результате технологического процесса, используется им нерационально. Из 100% основного продукта 90% и более выбрасывается человеком в отходы, которые не могут затем являться сырьем для природных процессов (циклов). Это приводит к накоплению на поверхности Земли инертных (неусвояемых) или вредных материалов.

Воздействие человека на природную среду и негативные последствия его деятельности создали в цивилизованном обществе проблему регулирования качества среды, в которой живет и проявляет себя человек.

Экологическое нормирование – это разработка и апробация научно обоснованных критериев и норм предельно допустимого вредного воздействия на природную среду и человека, а также норм и правил природопользования на основе общих методологических подходов, комплексного изучения и анализа экологических возможностей экосистем и их отдельных компонентов.

Нормирование качества ОС - это процесс разработки и придания юридической нормы научно обоснованным нормативам в виде показателей предельно допустимых воздействий человека на природу или среду обитания.

Норма – это мера воздействия. Предельно допустимой нориой является законодательно установленный допустимый размер воздействия человека на ОС. Под воздействием следует понимать антропогенную деятельность, то есть ту, которая связана с реализацией экономических, культурных, рекреационных интересов человека. В результате этой деятельности человек вносит биологические, химические и физические изменения в природную среду.

Таким образом, основными типами загрязнения ОС являются химическое, биологическое и физическое (механическое, тепловое, акустическое, электромагнитное, радиоактивное) /Тут можно нарисовать схемку типов загрязнения, если не дал до того/.

В соответствии с ЗРФ «Об охране окружающей среды» (2002) под загрязнением понимается физическое, химическое, биологическое изменение ОС, вызванное антропогенной деятельностью человека, содержащее угрозу причинения вреда жизни и здоровью человека, состоянию растительного и животного мира, экологическим системам.

Существуют следующие общие требования к содержанию нормативов: - экологическая безопасность населения;

- сохранение генетического фонда;

- обеспечение рационального использования и воспроизводства природных ресурсов, устойчивого развития хозяйственной деятельности. Цель этих требований – обеспечить научно-обоснованное сочетание экологических и экономических интересов как основы общественного прогресса. Предельно допустимые нормы – это своего рода вынужденный компромисс, который позволяет и развивать хозяйство, и охранять жизнь и благополучие человека.

Нормативы качества не относятся к числу правовых норм. Это нормы технического или технико-экономического характера и сами по себе они не обладают юридической силой. Норматив становится обязательным и имеет юридическую силу с момента утверждения его компетентным органом (Госкомэпиднадзор, Минприроды и т.п.).

Все нормативы качества ОС делятся на три группы (направления): санитарно-гигиенические, производственно-хозяйственные (производственно-ресурсные), комплексные (экосостемные).

 

Тема 7. Нормирование состояния ОПС

ЭКОЛОГИЯ

Перечень тем:

1. Предмет экологии.

2. Концепция экосистемы.

3. Динамика и эволюция экосистем.

4. Биосфера.

5. Характеристика составных частей биосферы; их загрязнение

5.1. Атмосфера;

5.2. Вода;

5.3. Почвы.

6. Понятие качества ОСП.

7. Нормирование состояния ОСП:

7.1. Санитарно – гигиенические нормативы;

7.2. Производственно – хозяйственные нормативы;

7.3. Комплексные нормативы.

8. Мониторинг загрязнения ОСП.

 

 

ТЕМА 1. Предмет экологии

В настоящее время все еще нет единого и общепринятого определения понятия термина «экология». Буквальное его толкование – наука о доме.

Рождение экологии как самостоятельной биологической науки относят примерно к 1900 г., хотя сам термин наиболее широко стал применяться в 80-х гг. XX столетия. Заслуга введения термина принадлежит немецкому биологу Эрнсту Геккелю, который в трудах, опубликованных в 1886 г. назвал экологией «общую науку об отношениях организмов к окружающей среде».

Известный эколог, наш современник, чьи труды стали классическими, Ю. Одум, определяет экологию как науку о «природном доме», охватывающую изучение всех живущих в нем организмов и всех функциональных процессов, делающих этот дом пригодным для жизни (1986 г.).

Сейчас многие ученые также считают экологию наукой об отношениях живых организмов или групп организмов с окружающей средой, о взаимоотношениях между различными живыми организмами.

К концу XX века сложилось мнение, что экология как наука выходит за рамки биологии, является междисциплинарной и стоит на стыке биологических, геолого–географических, технических и социально-экономических наук.

Ее определяют как науку, исследующую закономерности жизнедеятельности организмов в их естественной среде обитания, с учетом изменений, вносимых в среду деятельностью человека (Лямин В.С.).

Основные разделы современной экологии: общая (теоретическая) экология, биоэкология, геоэкология, экология человека, соц3иальная экология, прикладная экология. Система экологических наук составляет основу развития такого современного направления как природопользование, последнее включает в себя раздел охраны окружающей природной среды.

Методологическую основу современной экологии составляет сочетание системного подхода, натуральных наблюдений, эксперимента и моделирования.

ТЕМА 2. Концепция экосистемы

В основе общей экологии лежит концепция экосистемы. Экосистема – основная функциональная единица в экологии. Экосистема представляет собой систему сообществ живых организмов и среды их обитания, которые функционируют совместно. Это значит, круговорот веществ и потоки энергии происходят во взаимной связи всех компонентов живой (биологической) и неживой (абиотической) составляющей системы.

Термин «экосистема» был предложен в 1935 г. английским экологом

А. Тенсли, хотя представления об экосистеме сформировались гораздо раньше. Они были представлены в трудах немецкого математика К. Мебиуса (1877 г.) и русских ученых: В. Докучаева, Г. Морозова, позднее эколога В. Сукачева (1944 г.).

Любая экосистема является открытой системой, т.е. должна получать и отдавать энергию.

Пределы изменений на входе и выходе сильно варьируют и зависят от многих переменных, например, от размеров системы (чем она больше, тем меньше зависит от внешних частей), интенсивности обмена (чем больше, тем больше приток и отток), сбалансированности процессов в