Экология – наука о закономерностях взаимоотношений организмов, видов, сообществ со средой обитания.

Предмет и задачи экологии

Состояние окружающей среды

Состояние окружающей среды обычно характеризуют загрязнением воздуха, воды и почвы различными вредными веществами.

Основными источниками загрязнения воздушной среды являются (приведенная классификация является достаточно условной):

1. Тепловые электростанции.

2. Металлургические заводы.

3. Цементные заводы.

4. Заводы по производству продукции неорганической химии.

5. Заводы по производству целлюлозы.

6. Предприятия нефтехимии (нефтеперегонные заводы, заводы по очистке и переработке нефти).

7. Заводы органического синтеза.

8. Автотранспорт.

9. Атомные электростанции.

10. Предприятия атомной промышленности.

11. Предприятия ракетно-космической и авиационной техники.

12. Извержения вулканов.

13. Лесные пожары.

14. Космическая и земная пыль. (Вклад космической пыли в загрязнение весьма существенен: ежегодно ее выпадает на Землю до 5 млн. т. Выветривание горных пород и почв, извержение вулканов - основные источники земной пыли естественного характера.)

Вещества, загрязняющие воздух, очень условно могут быть классифицированы на:

1. Основные загрязнители (окись углерода, диоксид серы, окислы азота, углеводороды, твердые частицы - сажа, зола, пыль).

2. Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ).

3. Тяжелые металлы.

4. Пестициды (ДДТ, таксофен, малатион и др).

5. Абразивные частицы (кварц, асбест, цемент).

6. Загрязнители оказывающие многостороннее действие на человека (Амины, нитрозоамины, меркаптаны, полихлорированные бифенилы- ПХБ, альдегиды, кетоны, хлоруглеводороды).

7. Радиоактивные загрязнители (цезий-137, стронций-90, криптон-85).

Наибольшую опасность для экосистем Земли представляют радиоактивные и химические загрязнения антропогенной природы, среди которых постоянно растущий вклад формируют (по размеру вклада):

а) сжигание органических топлив в двигателях внутреннего сгорания;

б) продукты сжигания топлив на ТЭЦ;

в) аварии на АЭС.

Все приведенные вещества загрязнители, воздействуя на окружающую среду, приводят к ухудшению условий обитания и существования живых организмов.

Основными источниками загрязнения природных вод являются:

а) атмосферные осадки, вымывающие из атмосферы ее загрязнители;

б) городские сточные воды, в первую очередь - бытовые стоки, содержащие фекалии, детергенты (поверхностно-активные вещества), микроорганизмы;

в) промышленные сточные воды (реакционные воды, загрязненные исходными веществами и продуктами реакции; воды сырья; промывные воды; водные экстрагенты и абсорбенты и др.);

г) охлаждающие воды;

д) санитарно-бытовые воды предприятий питания, прачечных, лечебных заведений, бань и т.д.;

е) стоки осадков с территорий промышленных предприятий, смывающие различные вещества;

ж) утечки и выбросы нефтедобывающих, перерабатывающих и транспортирующих систем;

з) поливные и осадковые воды сельскохозяйственных и лесных угодий, где применяются удобрения и ядохимикаты.

Загрязнение рек, озер, морей и даже океанов достигает таких масштабов, что становится угрожающим, представляет даже большую опасность, чем загрязнение атмосферы. Причины тому следующие:

-более медленное протекание процессов самоочищения и регенерации, чем в воздухе;

-большее разнообразие источников загрязнения, опосредовано включающее все источники загрязнения атмосферы;

-значительно более высокая чувствительность объектов и процессов гидросферы к загрязнению;

-повышенная значимость протекающих в водной среде процессов (физико-химических, биологических) для жизнеобеспечения организмов.

Загрязнение почв чаще всего связано с загрязнениями атмосферы и вод. Помимо осадков, вымывающих из атмосферы металлы и их соединения, растворимые газы и пары, радиоактивные вещества, взвешенные ядохимикаты и т.п., основными источниками загрязнения почвы являются:

-бытовой мусор, фекалии, пищевые отходы и т.п.;

-твердые и жидкие промышленные отходы, отвалы черных пород, горы шлаков объектов теплоэнергетики;

-прорывы нефтепроводов, течи авто. и железнодорожных цистерн;

-удобрения и ядохимикаты;

-выхлопные газы двигателей.

Развитие промышленности и сельского хозяйства с одной стороны и отсутствие современного оборудования для очистки бытовых и промышленных сточных вод, являются основной причиной стойкого ухудшения качества вод практически в каждом регионе Земли.
Кроме того, выносимые реками в море песок, свинец, медь, цинк, кадмий и другие минералы, образующиеся при разработке природных месторождений, не только оказывают вредное воздействие на окружающую среду морского дна, но и оказывают влияние на жизнедеятельность морских экосистем.

К числу основных факторов деградации природной среды Российской Федерации относятся:

• преобладание ресурсодобывающих и ресурсоемких секторов в структуре промышленности, что приводит к быстрому истощению природных ресурсов и деградации природной среды;
• низкая эффективность механизмов природопользования и охраны окружающей среды, включая отсутствие рентных платежей за пользование природными ресурсами;
• резкое ослабление управленческих, и прежде всего контрольных, функций государства в области природопользования и охраны окружающей среды;
• высокая доля теневой экономики в использовании природных ресурсов;
• низкий технологический и организационный уровень экономики, высокая степень изношенности основных фондов;
• последствия экономического кризиса и невысокий уровень жизни населения;
• низкий уровень экологического сознания и экологической культуры населения страны.

Для оценки состояния загрязнения окружающей среды ежегодно Госкомстатом составляется доклад.

Структура Государственного доклада включает в себя семь основных частей, содержание которых определяется постановлением Правительства Российской Федерации от 24 января 1993 г. N 53 «О порядке разработки и распространения ежегодного государственного доклада о состоянии окружающей природной среды».

Часть I. Качество природной среды и состояние природных ресурсов

Атмосферный воздух. Трансграничное загрязнение воздуха. Озоновый слой Земли

Поверхностные и подземные воды. Морские воды

Почвы и земельные ресурсы

Использование полезных ископаемых и охрана недр

Растительный мир, в том числе леса

Животный мир, в том числе рыбные ресурсы

Радиационная обстановка

Особые виды воздействия на окружающую среду

Климатические и другие особенности года. Стихийные бедствия

Часть II. Влияние экологических факторов среды обитания на здоровье населения

Часть III. Влияние экологических факторов на сохранение культурного наследия

Часть IV. Особо охраняемые природные территории

Часть V. Воздействие отраслей экономики на окружающую среду

Промышленность

Жилищно-коммунальное хозяйство

Сельское хозяйство

Транспорт

Вооруженные Силы Российской Федерации

Отходы производства и потребления

Промышленные и транспортные аварии и катастрофы

Часть VI. Экологическая обстановка в регионах

Общая характеристика загрязнения окружающей среды

Центральный федеральный округ

Северо-Западный федеральный округ

Южный федеральный округ

Приволжский федеральный округ

Уральский федеральный округ

Сибирский федеральный округ

Дальневосточный федеральный округ

Часть VII. Государственное регулирование охраны окружающей среды и природопользования

Государственная экологическая политика. Экологические программы и их реализация

Экологическая безопасность

Природоохранительное законодательство Российской Федерации

Государственный экологический контроль и государственный контроль за использованием и охраной отдельных видов природных ресурсов

Обеспечение исполнения природоохранительного законодательства органами прокуратуры

Государственная экологическая экспертиза

Экологический мониторинг

Экономическое регулирование и финансирование природоохранной деятельности

Предмет и задачи экологии

Экология – наука о закономерностях взаимоотношений организмов, видов, сообществ со средой обитания.

Термин «экология» предложен Эрнестом Геккелем (Рис 1.1). Немецкий врач, биолог-эволюционист Э. Геккель (1834- 1919) первый понял, что взаимоотношение живых существ с внешней средой и между собой это самостоятельная и очень важная область биологии и назвал ее экологией (1866).

 

 

Рис. 1.1 Э. Геккель (1834- 1919)

Термин был составлен в соответствии с традицией того времени из 2-х греческих слов: - oikos - дом, определённое место; - logos - слово, учение. Первое определение экологии как науки было дано Э. Геккелем в следующей редакции:

« Экология — познание экономики природы, одновременное исследование всех взаимоотношений живого с органическими и неорганическими компонентами среды. Экология — это наука, изучающая все сложные взаимосвязи в природе, рассматриваемые как условия борьбы за существование.» Однако в XIX веке этот термин практически не использовался. Только в самом конце века - в 1895г. Йоха́ннес Ва́рминг (Рис. 1.2) - ботаник из Дании, повторно ввел термин "экология" в обиход. Варминг - один из основателей экологии, издал первую книгу об экологии растений («Экологическая география растений», 1896), прочитал первый университетский курс экологии, создал концепцию экологии.

Рис.1.2 Йоханнес Варминг ( 1841—1924)

 

В настоящее время дисциплине экология дается более широкое толкование:

Экология – биологическая наука, которая исследует структуру и функционирование систем надорганизменного уровня (популяции, сообщества, экосистемы) в пространстве и времени в естественных и измененных человеком условиях. (Определение дано на 5-м Международном экологическом конгрессе (1990) с целью противодействия размыванию понятия экологии, наблюдаемому в настоящее время).

Задачи экологии весьма многообразны. В общетеоретическом плане к ним относятся:

· Разработка общей теории устойчивости экологических систем;

· Изучение экологических механизмов адаптации к среде;

· Исследование регуляции численности популяций;

· Изучение биологического разнообразия и механизмов его поддержания;

· Исследование продукционных процессов;

· Исследование процессов, протекающих в биосфере, с целью поддержания ее устойчивости;

· Моделирование состояния экосистем и глобальных биосферных процессов.

Основные прикладные задачи, которые экология должна решать в настоящее время, следующие:

· прогнозирование и оценка возможных отрицательных последствий в окружающей природной среде под влиянием деятельности человека;

· улучшение качества окружающей природной среды;

· сохранение, воспроизводство и рациональное использование природных ресурсов.

· Оптимизация инженерных, экономических, организационно-правовых, социальных и иных решений для обеспечения экологически безопасного устойчивого развития, в первую очередь в экологически наиболее неблагополучных районов.

 

Место общей экологии в учении о биосфере поясняется рисунком 1.3.

Рис. 1.3 Место общей экологии в учении о биосфере и ее состав

 

Биоэкология - дисциплина, изучающая отношение организмов (особей, популяций, биоценозов) между собой и окружающей средой.

Геоэкология - дисциплина, изучающая законы взаимодействия литосферы и биосферы, с учетом деятельности человека, в т.ч. роль геологических процессов в функционировании экосистем.

Экология человека - наука о взаимоотношении человека со средой обитания в различных аспектах (экономическом, техническом, физико-техническом, социально-психологическом) и призвана определить оптимальные условия существования.

Прикладная экология - изучение механизмов разрушения биосферы человеком, способов предотвращения этого процесса и разработка принципов рационального использования природных ресурсов без деградации среды жизни.

В состав геоэкологии входят разделы:

Экология географических сред - изучает крупные геосистемы, географические процессы с участием живых систем их среды.

Экология геологических сред - является синтезом целого ряда наук. Объединяет исследования состава, строения, свойств физических и геохимических полей геосфер Земли; изучает географические, геологические, почвенные факторы и их влияние на среду обитания человека и других организмов.

В состав биоэкологии входят разделы:

Аутэкология – раздел экологии изучающий взаимодействие отдельного организма с отдельными элементами окружающей среды (от греческого аутос – сам).

Демэкология – раздел экологии изучающий взаимоотношения группы особей одного вида и окружающей средой (дем - группировка).

Синэкология - раздел экологии изучающий сосуществование групп организмов, находящихся в единстве.

Экология биоценозов (от греч. βίος — «жизнь» и κοινός — «общий») — раздел экологии изучающий исторически сложившиеся совокупности растений, животных, микроорганизмов, населяющих участок суши или водоёма (биотоп) и характеризующихся определёнными отношениями как между собой, так и с абиотическими факторами окружающей среды.

Эволюционная экология - раздел экологии, исследующий экологические аспекты эволюции. Раздел является синтезом различных дисциплин, прежде всего, генетики и дарвинизма, а также опирается на палеонтологию, систематику, молекулярную биологию и др.

В состав экологии человека входят разделы:

Биоэкология человека - раздел о взаимоотношении человека со средой обитания в биологическом аспекте.

Социальная экология - наука, изучающая условия и закономерности взаимодействия общества и природы. Социальная экология подразделяется на экономическую, демографическую, урбанистическую, футурологическую (определяющую перспективы развития системы "Общество - Природа") и правовую экологии.

Медицинская экология (экологическая медицина) — новое направление медицинской науки, рассматривающей взаимодействие между факторами риска внешней среды и здоровьем человека.

Экология духа (души) - раздел психологии, касающийся изучения особенностей восприятия окружающей природы конкретным человеком и обществом.

 

В состав прикладной экологии входят разделы:

Инженерная экология - раздел, представляющая собой систему научно обоснованных инженерно-технических мероприятий, направленных на сохранение качества окружающей среды в условиях растущего промышленного производства. Инженерная экология возникла на стыке технических, естественных и социальных наук. Одной из основных задач инженерной экологии является создание инженерных методов исследования и защиты окружающей природной среды. В этом аспекте особую значимость имеет комплексный подход к проблеме инженерно-экологического обеспечения производственных предприятий на основе единой методологии, с учетом последних достижений в различных отраслях знаний.

Сельскохозяйственная э кология - раздел изучающий создаваемые человеком сельскохозяйственные экосистемы.

 

Экология ПТГС - природно-технических геосистем. Под ПТГС понимается: совокупность взаимодействующих природных и искусственных объектов, образующихся в результате строительства и эксплуатации инженерных и иных сооружений, комплексов и технических средств, взаимодействующих с природной средой.

Экологический менеджмент можно определить как процесс и результат деятельности предприятий, направленной на улучшение экологических целей производства, определяемых экологической политикой этих предприятий. На практике экологический менеджмент зависит от заинтересованности руководства предприятия и его персонала в результатах деятельности предприятия. Представляет собой систематически совершенствуемую из года в год деятельность предприятия по предотвращению воздействия производственных факторов на окружающую среду.

Объем науки «экология» может быть хорошо охарактеризован рисунком 1.4. На рисунке возможные направления дисциплины выбираются различными сочетаниями приведенных объектов и факторов.

 

Рисунок 1.4 Объем науки «экология»

 

 

Состояние окружающей среды

Состояние окружающей среды обычно характеризуют загрязнением воздуха, воды и почвы различными вредными веществами.

Основными источниками загрязнения воздушной среды являются (приведенная классификация является достаточно условной):

1. Тепловые электростанции.

2. Металлургические заводы.

3. Цементные заводы.

4. Заводы по производству продукции неорганической химии.

5. Заводы по производству целлюлозы.

6. Предприятия нефтехимии (нефтеперегонные заводы, заводы по очистке и переработке нефти).

7. Заводы органического синтеза.

8. Автотранспорт.

9. Атомные электростанции.

10. Предприятия атомной промышленности.

11. Предприятия ракетно-космической и авиационной техники.

12. Извержения вулканов.

13. Лесные пожары.

14. Космическая и земная пыль. (Вклад космической пыли в загрязнение весьма существенен: ежегодно ее выпадает на Землю до 5 млн. т. Выветривание горных пород и почв, извержение вулканов - основные источники земной пыли естественного характера.)

Вещества, загрязняющие воздух, очень условно могут быть классифицированы на:

1. Основные загрязнители (окись углерода, диоксид серы, окислы азота, углеводороды, твердые частицы - сажа, зола, пыль).

2. Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ).

3. Тяжелые металлы.

4. Пестициды (ДДТ, таксофен, малатион и др).

5. Абразивные частицы (кварц, асбест, цемент).

6. Загрязнители оказывающие многостороннее действие на человека (Амины, нитрозоамины, меркаптаны, полихлорированные бифенилы- ПХБ, альдегиды, кетоны, хлоруглеводороды).

7. Радиоактивные загрязнители (цезий-137, стронций-90, криптон-85).

Наибольшую опасность для экосистем Земли представляют радиоактивные и химические загрязнения антропогенной природы, среди которых постоянно растущий вклад формируют (по размеру вклада):

а) сжигание органических топлив в двигателях внутреннего сгорания;

б) продукты сжигания топлив на ТЭЦ;

в) аварии на АЭС.

Все приведенные вещества загрязнители, воздействуя на окружающую среду, приводят к ухудшению условий обитания и существования живых организмов.

Основными источниками загрязнения природных вод являются:

а) атмосферные осадки, вымывающие из атмосферы ее загрязнители;

б) городские сточные воды, в первую очередь - бытовые стоки, содержащие фекалии, детергенты (поверхностно-активные вещества), микроорганизмы;

в) промышленные сточные воды (реакционные воды, загрязненные исходными веществами и продуктами реакции; воды сырья; промывные воды; водные экстрагенты и абсорбенты и др.);

г) охлаждающие воды;

д) санитарно-бытовые воды предприятий питания, прачечных, лечебных заведений, бань и т.д.;

е) стоки осадков с территорий промышленных предприятий, смывающие различные вещества;

ж) утечки и выбросы нефтедобывающих, перерабатывающих и транспортирующих систем;

з) поливные и осадковые воды сельскохозяйственных и лесных угодий, где применяются удобрения и ядохимикаты.

Загрязнение рек, озер, морей и даже океанов достигает таких масштабов, что становится угрожающим, представляет даже большую опасность, чем загрязнение атмосферы. Причины тому следующие:

-более медленное протекание процессов самоочищения и регенерации, чем в воздухе;

-большее разнообразие источников загрязнения, опосредовано включающее все источники загрязнения атмосферы;

-значительно более высокая чувствительность объектов и процессов гидросферы к загрязнению;

-повышенная значимость протекающих в водной среде процессов (физико-химических, биологических) для жизнеобеспечения организмов.

Загрязнение почв чаще всего связано с загрязнениями атмосферы и вод. Помимо осадков, вымывающих из атмосферы металлы и их соединения, растворимые газы и пары, радиоактивные вещества, взвешенные ядохимикаты и т.п., основными источниками загрязнения почвы являются:

-бытовой мусор, фекалии, пищевые отходы и т.п.;

-твердые и жидкие промышленные отходы, отвалы черных пород, горы шлаков объектов теплоэнергетики;

-прорывы нефтепроводов, течи авто. и железнодорожных цистерн;

-удобрения и ядохимикаты;

-выхлопные газы двигателей.

Развитие промышленности и сельского хозяйства с одной стороны и отсутствие современного оборудования для очистки бытовых и промышленных сточных вод, являются основной причиной стойкого ухудшения качества вод практически в каждом регионе Земли.
Кроме того, выносимые реками в море песок, свинец, медь, цинк, кадмий и другие минералы, образующиеся при разработке природных месторождений, не только оказывают вредное воздействие на окружающую среду морского дна, но и оказывают влияние на жизнедеятельность морских экосистем.

К числу основных факторов деградации природной среды Российской Федерации относятся: