Тема № 6 Основы экологии. Источники загрязнения окружающей среды.

Общие понятия об экологии, экосистемах, экологических факторах и загрязнениях окружающей среды.

Как самостоятельная наука экология сформировалась в XX столетии, хотя факты, составляющие ее содержание, привлекали внимание человека с давних времен. В современном виде экология охватывает чрезвычайно широкий круг вопросов и тесно переплетается с целым рядом смежных наук: биологией, геологией, физикой, химией, генетикой и др.

Экология- это наука об отношениях растительных и животных организмов или их сообществ между собой и с окружающей средой.

Термин «экология», образованный из двух греческих слов: ойкос - дом, жилище, родина и логос - наука, был предложен немецким биологом Э. Геккелем в 1869 г. и обозначает буквально «изучение собственного дома», или «наука о местообитании».

Экология тесно связана с другими биологическими науками - зоологией и ботаникой. В период становления этих наук основное внимание исследователей было сосредоточено на систематике и строении живых организмов. Но уже в первых сочинениях по флоре описание каждого вида растения стало сопровождаться указанием мест его произрастания. В ходе исследований фауны ученые также пришли к выводу, что образ жизни животного и среда его обитания взаимосвязаны. Очевидно то, что большинство сведений из этих областей одновременно является предметом изучения экологии.

Экологические факторы
Среду обитания организмов характеризуют условия и ресурсы.

Понятие «условия среды» в экологии заменяют и определяют понятием «экологические факторы». Экологические факторы оказывают определяющее влияние на жизнедеятельность и географическое распростра

нение живых организмов.
Экологический фактор - это любой нерасчленяемый далее элемент окружающей среды, способный оказывать прямое либо косвенное воздействие на живой организм хотя бы на протяжении одного из этапов его индивидуального развития, или, другими словами, то из условий среды, на воздействие которого организм отвечает приспособительными реакциями.
Экологические факторы весьма разнообразны как по своей природе, так и по воздействию на живые организмы. Их можно условно подразделить на три основные группы:

• абиотические,
• биотические
• антропогенные.

Абиотические факторы - это факторы, связанные с воздействием на организмы неживой природы, то есть климатические факторы (температура, свет, влажность, давление и др.); физические свойства почвы и воды; орографические факторы (условия рельефа).
Абиотические факторы влияют на организм непосредственно, как, например, свет или тепло, или опосредованно - как рельеф, который обусловливает степень действия прямых факторов: освещенности, влажности, силы ветра и др.
Биотические факторы связаны с совокупным влиянием одних организмов на другие. К этой группе относятся особенности питания тех или иных организмов и вытекающие из этого различные формы взаимодействия видов и особей между собой (хищничество, конкуренция, паразитизм и др.).
Биотические взаимоотношения имеют чрезвычайно сложный характер. Они тоже могут оказывать и прямое, и косвенное влияние.
Антропогенные факторы - это все те формы деятельности человека, которые либо опосредованно воздействуют на организмы, изменяя естественную (природную) среда, а значит, и условия обитания живых организмов, либо непосредственно влияют на отдельные виды животных и растений.
Антропогенные факторы, по сути дела, тоже являются биотическими, так как своим происхождением они обязаны человеку - существу биологическому. Однако эти факторы стали выделять в особую группу по причине их многообразия и специфичности.
Одни и те же экологические факторы воздействуют на различные живые организмы по-разному, и потому степень их важности для тех или иных видов неодинакова.

Загрязнения окружающей среды бывают физические и химические. К физическим (энергетическим) загрязнениям относятся шум, вибрация,электромагнитные поля, ионизирующие излучения радиоактивных веществ, тепловое излучение, возникающее в результате антропогенной деятельности.

Продолжающееся увеличение количества и разнообразие новых промышленных предприятий, химических производств, различных транспортных средств, химизация сельского хозяйства приводят к нарастающему загрязнению окружающей среды всевозможными химическими веществами (ксенобиотиками), попадающими в нее с газообразными, жидкими и твердыми выбросами и отходами.

Создавшаяся на сегодняшний день экологическая обстановка является чрезвычайной и опасной. В настоящее время ежегодные выбросы промышленных предприятий и транспорта России составляют около 25 млн. т. В настоящее время на территории страны находятся более 24 тыс. предприятий, загрязняющих окружающую среду. По официальным данным, более 65 млн. человек, проживающих в 187 городах, подвержены воздействию загрязняющих веществ, средние годовые концентрации которых превышают предельно допустимые нормы. Каждый десятый город России имеет высокий уровень загрязнения природных сред.

Значительное загрязнение атмосферы в них вызывают стационарные источники. Большая часть загрязняющих веществ приходится на газообразные и жидкие вещества и значительно меньшая часть — на твердые примеси. Суммарный выброс вредных газообразных веществ в атмосферу значительно увеличивают транспортные средства. Доля автомобильного транспорта в общем объеме выбросов составляет в среднем по Российской Федерации 35–40%, а в крупных городах доходит до 80–90%. Выделяемые автотранспортом выхлопные газы содержат более 200 вредных веществ и соединений. Наиболее известными загрязнителями атмосферного воздуха являются оксид углерода, оксид и диоксид азота, альдегиды, углеводороды, свинец и др. Некоторые загрязнители воздуха обладают канцерогенными свойствами (бензпирен).

Соблюдение требований по охране окружающей

природной среды

Атмосферный воздух — один из важнейших компонентов среды обитания. Главными источниками загрязнения атмосферы являются тепловые электростанции и теплоцентрали, сжигающие органическое топливо; автотранспорт; черная и цветная металлургия; машиностроение; химическое производство; добыча и переработка минерального сырья; открытые источники (добычи сельскохозяйственного производства, строительства).

В современных условиях в атмосферу попадает более 400 млн. т частиц золы, сажи, пыли и разного рода отходов и строительных материалов. Кроме приведенных выше веществ в атмосферу выбрасываются и другие, более токсичные вещества: пары минеральных кислот (серной, хромовой и др.), органические растворители и т. п. В настоящее время насчитывается более 500 вредных веществ, загрязняющих атмосферу.

Многие отрасли энергетики и промышленности образуют не только максимальное количество вредных выбросов, но и создают экологически неблагоприятные условия для проживания жителей как крупных, так и среднего размера городов. Выбросы токсичных веществ приводят, как правило, к повышению текущих концентраций веществ над предельно допустимыми концентрациями (ПДК).

ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе населенных мест — это максимальные концентрации, отнесенные к определенному периоду осреднения (30 минут, 24 часа, 1 месяц, 1 год) и не оказывающие при регламентированной вероятности их появления ни прямого, ни косвенного вредного воздействия на организм человека, включая отдаленные последствия для настоящего и последующих поколений, не снижающие работоспособности человека и не ухудшающие его самочувствия.

                                     Загрязнение гидросферы

Вода, как и воздух, является жизненно необходимым источником для всех известных организмов. Россия относится к странам, наиболее обеспеченным водой. Однако состояние ее водоемов нельзя назвать удовлетворительным. Антропогенная деятельность приводит к загрязнению как поверхностных, так и подземных источников воды.

Основными источниками загрязнения гидросферы являются сбрасываемые сточные воды, образующиеся в процессе эксплуатации энергетических, промышленных, химических, медицинских, оборонных, жилищно-коммунальных и других предприятий и объектов; захоронение радиоактивных отходов в контейнерах и емкостях, которые через определенный период времени теряют герметичность; аварии и катастрофы, происходящие на суше и в водных пространствах; атмосферный воздух, загрязненный различными веществами и другие.

Поверхностные источники питьевой воды ежегодно и все в большей степени подвергаются загрязнению ксенобиотиками разной природы, поэтому снабжение населения питьевой водой из поверхностных источников представляет все большую опасность. Около 50% россиян вынуждены использовать для питья воду, которая не соответствует санитарно-гигиеническим требованиям по ряду показателей. Качество воды 75% водных объектов России не отвечает нормативным требованиям.

В гидросферу ежегодно сбрасывают более 600 млрд. т энергетических, промышленных, бытовых и другого рода сточных вод. В водные пространства попадают более 20–30 млн. т нефти и продуктов ее переработки, фенолы, легкоокисляемые органические вещества, соединения меди и цинка. Загрязнению водных источников также способствует нерациональное ведение сельского хозяйства. Остатки удобрений и ядохимикатов, вымываемые из почвы, попадают в водоемы и загрязняют их. Многие загрязнители гидросферы способны вступать в химические реакции и образовывать более вредоносные комплексы.

Загрязнение воды обусловливает подавление функций экосистем, замедляет естественные процессы биологической очистки пресных вод, а также способствует изменению химического состава пищи и организма человека.

Гигиенические и технические требования к источникам водоснабжения и правила их выбора в интересах здоровья населения регламентируются ГОСТом 2761-84 “Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Гигиенические, технические требования и правила выбора”; СанПиН 2.1.4.544-96 “Требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников”; ГН 2.1.5.689-98 “Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водоснабжения” и др.

Гигиенические требования к качеству питьевой воды централизованных систем питьевого водоснабжения указаны в санитарных правилах и нормах. Нормы устанавливаются для следующих параметров воды водоемов: содержание примесей и взвешенных частиц, привкус, цветность, мутность и температура воды, показатель рН, состав и концентрация минеральных примесей и растворенного в воде кислорода, ПДКв химических веществ и болезнетворных бактерий. ПДКв — это максимально допустимое загрязнение воды водоемов, при котором сохраняется безопасность для здоровья человека и нормальные условия водопользования. Например, для бензола ПДКв составляет 0,5 мг/л.

      При абстрактном подходе все проблемы окружающей среды можно свести к человеку, сказать, что любое отрицательное воздействие на окружающую среду исходит от человека - субъекта хозяйственной деятельности, производителя, потребителя, носителя технического прогресса да и просто жителя планеты. В этой связи необходимо проанализировать некоторые аспекты деятельности человека, которые оказывают особо вредное воздействие на среду, и среди них производство, транспорт, потребление, использование современной техники, урбанизация и т. д. как основные источники загрязнения и ухудшения окружающей среды. Такой подход дает возможность выделить те сферы деятельности человека, которые наносят вред или создают угрозу среде, наметить пути их исправления или предотвращения.

Основные правила предотвращения возникновения ЧС с экологическими последствиями

Главными задачами в охране окружающей среды являютсяпредотвращение загрязненияее вредными продуктами человеческой деятельности иочисткасредообразующих природных компонентов от выбросов и сбросов, если загрязнение уже состоялось.

Приоритет безусловно должен отдаваться выполнению первой задачи: не допускать загрязнения собственной среды обитания.

К сожалению, удовлетворение материальных потребностей общества, по крайней мере в настоящее время, не может осуществляться без нанесения определенного ущерба окружающей среде. Однако этот ущерб должен быть по возможности минимальным, так как от сохранения среды обитания зависит существование человека как биологического вида. Каждый из нас должен стараться находить такие возможности удовлетворения своих потребностей, которые не причиняли бы вреда природе, а наоборот, способствовали бы поддержанию экологического равновесия, помогали бы ее устойчивому развитию.

Вооруженные Силы не могут стоять в стороне от решения столь сложной и актуальной задачи, тем более что именно они обладают колоссальным природоразрушающим потенциалом, способным уничтожить сложившиеся экосистемы Земли в случае возникновения вооруженных конфликтов.

Предотвращение (предупреждение)загрязнения окружающей среды необходимо как при аварийных ситуациях на военных объектах, так и при функционировании их в штатном режиме, когда по тем или иным причинам происходит превышение значений установленных допустимых выбросов, сбросов и лимитов размещения отходов.

Предотвращение (предупреждение) загрязнения окружающей среды вследствие деятельности военных объектов в значительной мере может быть осуществлено мерами как организационного, так и технического характера.

К мерам технического характера относятся инженерные методы и способы очистки выбросов и сбросов работающих энергетических, производственных, коммунально-бытовых объектов и систем от вредных компонентов до поступления их в окружающую среду.
Для их очистки применяются механические, физико-химические, химические, биохимические, термические методы и различные средства.

Для очистки и обезвреживания отходящих газов используются самые различные технические устройства и установки: «сухие» и «мокрые» механические пылеулавливатели, фильтрационные установки, пылеосадительные камеры, центробежные конструкции, пенные газоочистители, пылеулавливатели ударно-смывного действия, ультразвуковые аппараты, инерционные пылеулавливатели.

В целях очистки сточных и канализационных вод применяются следующие технические устройства: водные отстойники, решеточно-процеживающие установки, песколовки, нефтеловушки, барабанно-вакуумные фильтрующие установки, центробежные конструкции, дисперсные установки, пенные сепараторы, ультрафиолетовые установки, дегазаторы удаления растворенных газов, окислительные установки.

Предотвращение загрязнения почв и земель на военных объектах осуществляется по следующим направлениям:

уничтожение, обезвреживание и утилизация твердых и жидких бытовых отходов;

уничтожение, обезвреживание и утилизация отходов сельскохозяйственных предприятий;

рекультивация земель.

Для уничтожения твердых отходов используются механические и термические методы. Основными техническими средствами при этом являются механодробилки и специальные печи. Жидкие отходы, как правило, утилизируются на так называемых полях запахивания.

Рекультивация земель предусматривает заравнивание повреждений грунта и засеивание его растительными культурами, наложение на поврежденные участки продуктивного нового грунта.

Характер влияния на окружающую среду различных военных объектов, отличающихся своим предназначением, типом выполняемых задач и другими характеристиками, не одинаков.
Наиболее опасными в экологическом отношении являются потенциально опасные военные объекты.

К таким объектам относятся:

радиационно опасные - энергетические ядерные установки; склады и базы с элементами ядерного оружия; ядерные исследовательские реакторы; хранилища жидких радиоактивных отходов; хранилища твердых радиоактивных отходов; хранилища отработанного ядерного топлива; места захоронения радиоактивных отходов;

химически опасные - хранилища и склады химических веществ, в том числе химических боеприпасов (кассет) с боевыми химическими веществами; хранилища и склады боевых химических веществ; места уничтожения и захоронения боевых химических веществ; хранилища и склады компонентов ракетного топлива;

взрыво- и пожароопасные - базы, арсеналы, хранилища и склады различного рода боеприпасов, вооружения и военной техники; хранилища, склады и базы горючего и смазочных материалов, агрессивных жидкостей, объемов сжатого воздуха.

Загрязнение почвы

Почва — среда обитания многочисленных низших животных и микроорганизмов, в том числе бактерий, плесневых грибов, вирусов и др.

Почва является источником заражения сибирской язвой, газовой гангреной, столбняком, ботулизмом.

Наряду с естественным неравномерным распространением тех или других химических элементов в современных условиях в огромных масштабах происходит и их искусственное перераспределение. Выбросы промышленных предприятий и объектов сельскохозяйственного производства, рассеиваясь на значительные расстояния и попадая в почву, создают новые сочетания химических элементов. Из почвы эти вещества в результате различных миграционных процессов могут попадать в организм человека (почва — растения — человек, почва — атмосферный воздух — человек, почва — вода — человек и др.). С промышленными твердыми отходами в почву поступают всевозможные металлы (железо, медь, алюминий, свинец, цинк) и другие химические загрязнители.

Почва обладает способностью накапливать радиоактивные вещества, поступающие в нее с радиоактивными отходами и атмосферными радиоактивными осадками после ядерных испытаний. Радиоактивные вещества включаются в пищевые цепи и поражают живые организмы.

К числу химических соединений, загрязняющих почву, относятся и канцерогенные вещества — канцерогены, играющие существенную роль в возникновении опухолевых заболеваний. Основными источниками загрязнения почвы канцерогенными веществами являются выхлопные газы автотранспорта, выбросы промышленных предприятий, тепловых электростанций и т. д. В почву канцерогены поступают из атмосферы вместе с крупно- и среднедисперсными пылевыми частицами, при утечке нефти или продуктов ее переработки и др. Основная опасность загрязнения почвы связана с глобальным загрязнением атмосферы.

Нормирование химического загрязнения почв проводится по предельно допустимым концентрациям ПДКп в соответствии с ГН 6229-91 “Перечень предельно допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочных допустимых количеств химических веществ в почве”.