Главная
страница 1страница 2страница 3страница 4 ... страница 6страница 7

Основные понятия, связанные с качеством окружающей среды
Качество природной среды – степень соответствия природных условий потребностям людей или других живых организмов.

Нормальное «фоновое» состояние среды – экологически сбалансированное естественное состояние природной среды. Оно характеризуется экологическим равновесием.

Аномальное состояние среды – когда один или несколько параметров среды отклоняются от фоновых показателей.

Экологически несбалансированная система может оказывать вредное влияние на человека или не удовлетворять его потребностям

Кризисное состояние, или экологический кризис – когда параметры состояния приближаются к предельно допустимым, переход через которые влечет за собой потерю системой устойчивости и ее разрушение. Это состояние может быть следствием загрязнений или аномалий в среде при достижении пороговых величин (диоксин, Уфа).

Разрушение среды – когда окружающая среда становится непригодной для обитания человека или использования в качестве природного ресурса (некоторые районы после Чернобыльской аварии 1986 г.).

Система контроля за качеством окружающей среды или экологическая оценка (нормативы) является средством ограничения негативного воздействия на природу.



Система мониторинга при оценке качества

Природной среды
Мониторинг – информационная система наблюдений и анализа состояния природной среды, в первую очередь, уровня загрязнения ее и эффектов, вызываемых ими в биосфере, а также прогнозирование последствий загрязнений. В задачи этой системы входит сбор информации о состоянии среды и уровне загрязнений в пространстве и во времени по определенной программе. Как система наблюдения и контроля за состоянием окружающей среды мониторинг состоит из трех ступеней: наблюдение, оценка состояния и прогноз возможных изменений.

Важнейший элемент мониторинга – оценка состояния природной среды. Этапами этой оценки являются выбор показателей и характеристик объектов окружающей среды и их непосредственное изменение. Для оценки состояния среды и прогнозов возможных изменений целесообразно выделить подсистему наблюдений за абиотической (геофизический мониторинг) и биотической (биологический мониторинг) частью биосферы. Круг геофизических наблюдений весьма широк: от реакций на то или иное воздействие в микромасштабе вплоть до глобальных реакций, сведения о загрязнении атмосферы, о других метрологических и гидрологических характеристиках среды, о переносе загрязняющих веществ из одной среды в другую. Главная задача биологического мониторинга – выявление отклика биосферы на антропогенное воздействие на самых разных уровнях живого: молекулярном, клеточном, организменном, популяционном уровне сообщества. В биологическом мониторинге важная роль отводится наблюдениям за возможными изменениями наследственных признаков у разных популяций, за жизнедеятельностью легко ранимых популяций-индикаторов, например, лишайниками.

В системе мониторинга различают три уровня: санитарно-токсиколо-гический, экологический и биосферный.



Санитарно-токсикологический мониторинг – наблюдение за состоянием окружающей среды, степенью загрязнений природных объектов вредными веществами, за влиянием этих загрязнителей на человека, животный и растительный мир, за наличием в окружающей среде аллергенов, патогенных микроорганизмов, пыли и т.д., за содержанием в атмосфере оксидов азота и серы, CO, тяжелых металлов, за качеством водных объектов, степенью их загрязненности органическими веществами, нефтепродуктами и минеральными солями.

Экологический мониторинг – наблюдение за изменениями в экосистемах (биогеоценозов), природных комплексах, за их продуктивностью, а также за динамикой запасов полезных ископаемых, водных, земельных, растительных ресурсов. Задача экологического мониторинга – обнаружение в экосистемах изменений антропогенного характера (на фоне естественных флуктуаций).

Биосферный мониторинг – наблюдение за глобально-фоновыми изменениями в природе: степенью радиации; наличием в атмосфере CO2, O3; ее запыленности; циркуляцией тепла; газовым обменом между океаном и воздушной оболочкой земли; мировой миграцией птиц, животных, растений и насекомых; погодно-климатическими изменениями на планете.

В настоящее время более или менее развита система санитарно-токсикологического мониторинга. Важнейшей экотоксикологической характеристикой вещества, его экологической предельно допустимой концентрацией (ПДК) является пороговая концентрация загрязняющего вещества в окружающей среде, которая при повседневном влиянии в течение длительного времени не вызывает негативных последствий на организм человека или другого рецептора и его потомства.

Известны ПДК для воды – 1345 веществ, для воздуха – 500 веществ, для почвы ≅ 30 веществ

ПДВ (предельно допустимый выброс) определяется при наиболее неблагоприятных условиях, кг/сут. Это количество загрязняющего вещества за единицу времени, превышение которого ведет к неблагоприятным последствиям в окружающей природной среде или опасно для здоровья человека.

ПДС (предельно допустимый сброс) – масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению с установленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте.

Токсичность воздуха определяется суммой концентраций вредных веществ, выраженных в единицах ПДК. Для чистого воздуха эта величина меньше единицы.

ОВС – оценка воздействия на среду или экологическая экспертиза – экологическое обоснование проектов в соответствии с определенными требованиями и государственный контроль за качеством проработки природоохранных мероприятий, т.е. Объект (промышленный, сельскохозяйственный и др.) Должен быть экологически безопасным.

Экологическая экспертиза – установление соответствия намечаемой хозяйственной и иной деятельности экологическим требованиям и оипределение допустимости реализации объекта экологической экспертизы в целях предупреждения возможных неблагоприятных воздействий этой деятельности на окружающую природную среду и связанных с ними социальных, экономических и иных последствий реализации объекта экологической экспертизы.

Ассимиляционная емкость объекта окружающей среды – это максимальное количество загрязняющих веществ, которое может быть за единицу времени накоплено, разрушено, трансформировано или выведено за пределы экосистемы в результате совокупности процессов самоочищения без нарушения ее нормального функционирования. Ассимиляционная емкость экосистемы определяет допустимый уровень антропогенного воздействия на фоне естественной изменчивости в интервале допустимых колебаний параметров состояния систем.
Экологическое нормирование
Экологическое нормирование призвано ограничить антропогенные воздействия рамками экологических возможностей и нацелено на оптимизацию воздействия человека с природой, на оптимизацию использования возобновимых природных ресурсов. В общем виде экологическое нормирование предусматривает:

- учет при оценке последствий антропогенного воздействия множественности путей загрязнения и самоочищения элементов биосферы;

- поиск «критических» звеньев биосферы и факторов воздействия;

- развитие подходов к нормированию воздействий с учетом их влияния на природные экосистемы.



Основным критерием при определении допустимой экологической нагрузки является отсутствие снижения продуктивности, стабильности и разнообразия экосистемы. При нормировании антропогенных воздействий большое значение имеют приоритетные факторы и эффекты воздействия. При оценке адаптационных возможностей биосферы необходимо опираться на понятия устойчивости экосистемы, ее экологического резерва. Экологический резерв определяет возможную долю возобновимых природных ресурсов, которые могут быть изъяты из биосферы (либо ее элемента) без нарушения основных свойств среды. Оценка пределов допустимой нагрузки на экосистему является важнейшей задачей мониторинга. При этом проблема регулирования и управления качеством природной среды опирается на экологическое прогнозирование и требует построения соответствующих математических моделей. При построении математической модели изучаемые природные процессы разбивают на три группы:

- относящиеся к выбранному масштабу времени;

- находящиеся в динамическом равновесии к выбранному масштабу времени (быстро протекающие процессы);

- изменяющиеся к выбранному масштабу времени (медленно протекающие процессы).



Международные критерии по ЮНЕСКО рекомендуют следующий набор для системы экологического контроля:

- определение пространственной сетки для набора данных климатических изменений с поведением экосистем;

- построение моделей с выделением неоднородностей вертикальных структур таких обобщенных переменных, как растительность и почва;

- изучение взаимоотношений климатических событий в прошлом и настоящем и выяснение закономерностей их взаимосвязей для отдельных территорий;

- создание моделей для описания динамики долго- и короткоживущих газов в атмосфере;

- организация экспериментальных исследований для получения данных, обеспечивающих понимание эффектов воздействия атмосферных газов на растительные сообщества;

- численное описание динамики прибрежных вод мирового океана в условиях поступления данных от источников наземного базирования и со спутников.

Математически модель может успешно выполнять свои функции при наличии доступа к банкам данных. Поэтому один из центральных блоков глобальной мониторинговой системы – это система сбора, сортировки и накопления измерений и моделирование.



Вопросы
1. Проблемы народонаселения. Основные понятия, связанные с качеством окружающей среды

2. Общие понятия о мониторинге

3. Разновидности мониторинга

4. Общие понятия об экологическом нормировании




Лекция 5

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Общие сведения о загрязнении. Объекты загрязнения. Источники загрязнения
Загрязнением в узком смысле считается привнесение в какую-либо среду новых, не характерных для неё физических, химических и биологических агентов или превышение естественного среднемноголетнего уровня этих агентов в среде.

Непосредственными объектами загрязнения (акцепторами загрязняющих веществ) служат основные компоненты экотопа (местообитание биотического сообщества): атмосфера, вода, почва. Косвенными объектами загрязнения (жертвы загрязнения) являются составляющие биоценоза – растения, животные, микроорганизмы.

Источники загрязнения весьма разнообразны: среди них не только промышленные предприятия и теплоэнергетический комплекс, но и бытовые отходы, отходы животноводства, транспорта, а также химические вещества, намеренно вводимые человеком в экосистемы для защиты полезных продуцентов от вредителей, болезней и сорняков.

С экологических позиций загрязнение означает непросто внесение в атмосферу, почву или воду тех или иных чуждых им компонентов. В любом случае объектом загрязнения является элементарная структурная единица биосферы – биогеоценоз. Кроме того, избыток одних веществ в природной среде или просто присутствие в ней других веществ означает изменение режимов экологических факторов, поскольку вредные вещества по сути дела и есть экологические факторы. Следовательно, режим этих факторов (или их состав) отклоняется от требований экологической ниши того или иного организма (или звена в пищевой цепи). При этом нарушаются процессы иного обмена веществ, снижается интенсивность ассимиляции продуцентов, а значит, и продуктивность биогеоценоза в целом. Таким образом, с экологической позиции загрязнению можно дать следующее определение: загрязнение окружающей среды есть любое внесение в ту или иную экологическую систему (биогеоценоз) не свойственных ей живых или неживых компонентов или структурных изменений, прерывающих круговорот веществ, их ассимиляцию, поток энергии, вследствие чего данная экосистема разрушается или снижается её продуктивность.

Загрязнение среды – сложный многообразный процесс. Отходы производств оказываются обычно там, где их раньше не было. Многие из них химически активны и способны взаимодействовать с молекулами, входящими в состав в ткани живого организма, или активно окисляться на воздухе. Понятно, что такие вещества оказываются ядами по отношению ко всему живому.

Последствия загрязнения далеко не всегда ощущаются сразу. Скачкообразным проявлением загрязнения нередко предшествуют скрытые. Именно поэтому в настоящее время ученые интенсивно ищут способы своевременной косвенной индикации загрязнения в самые начальные его моменты.

Но загрязнение – это не только выброс в природную среду вредных веществ. При отводе воды в естественные водоемы от систем охлаждения в них изменяется естественный режим температуры , что представляет собой тепловое загрязнение . Важно то, что меняется режим температуры. В качестве загрязнения можно рассматривать и отклонение от оптимальных параметров уровней шума и освещенности.
Ингридиенты загрязнения. Виды загрязнителей
Среди ингредиентов загрязнения – тысячи химических соединений, особенно металлы и оксиды, токсические вещества, аэрозоли. Разные источники выбросов могут быть одинаковыми по составу и характеру загрязняющих веществ. Так, углеводороды поступают в атмосферу и при сжигании топлива, и от нефтеперерабатывающей, и от газодобывающей промышленности.

Загрязнителем может быть любой физический агент, химическое вещество и биологический вид (главным образом микроорганизмы), подающие в окружающую среду или возникающие в ней в количествах, выходящих за рамки своей обычной концентрации – предельных естественных колебаний или среднего природного фона в рассматриваемое время.

Различают антропогенные загрязнители, разрушаемые биологическими процессами и неразрушаемые ими (стойкие). Первые входят в естественные круговороты веществ и поэтому быстро исчезают или подвергаются разрушению биологическими агентами. Вторые не входят в естественные круговороты веществ, а потому разрушаются организмами в пищевых цепях.
Природные и антропогенные виды загрязнения окружающей среды. Виды антропогенного загрязнения среды
Загрязнения окружающей среды подразделяют на природные, вызванные какими-то естественными, обычно катастрофическими причинами (извержение вулкана, селевой поток и т.п.), и антропогенные, возникающие в результате деятельности людей.

Среди антропогенных выделяют загрязнение биологическое – случайное или благодаря деятельности человека; механическое – засорение среды агентами, оказывающими лишь механическое воздействие без физико-химических последствий; химическое – изменение естественных химических свойств среды, в результате которого повышается среднемноголетнее колебание количества каких-либо веществ для рассматриваемого периода времени, или проникновение в среду веществ, нормально отсутствующих в ней или в концентрациях, превышающих норму.


Физическое и микробиологическое загрязнение окружающей среды
Загрязнение физическое подразделяется на: 1) тепловое (термальное), возникающее в результате повышения температуры среды главным образом в связи с промышленными выбросами нагретого воздуха, отходящих газов и воды; 2) световое – нарушение естественной освещённости местности в результате воздействия искусственных источников света, приводящее к аномалиям в жизни растений и животных; 3) шумовое, образующееся в результате увеличения интенсивности и повторяемости шума сверх природного уровня; 4) электромагнитное, появляющееся в результате изменения электромагнитных средств среды (от линии электропередачи, радио и телевидения, работы некоторых некоторых промышленных установок и т.п.), приводящее к глобальным и местным геофизическим аномалиям и изменениям в тонких биологических структурах; 5) радиоактивные, связанные с превышением естественного уровня содержания в среде радиоактивных веществ.

Загрязнение микробиологическое (микробное) – появление необычно большого количества микроорганизмов, связанное с массовым их размножением на антропогенных субстратах или средах, изменённых в ходе хозяйственной деятельности человека.


Загрязнение почв
Это вид антропогенной деградации почв, при которой содержание химических веществ в почвах, подверженных антропогенному воздействию, превышает природный региональный фоновый уровень их содержания в почвах.

Основной критерий загрязнения окружающей среды различными веществами — проявление признаков вредного действия этих веществ в окружающей среде на отдельные виды живых организмов, так как устойчивость отдельных видов последних к химическому воздействию существенно различается. Экологическую опасность представляет то, что в окружающей человека природной среде по сравнению с природными уровнями превышено содержание определенных химических веществ за счет их поступления из антропогенных источников. Эта опасность может реализоваться не только для самых чувствительных видов живых организмов.

Загрязнение экосистемы — один из видов ее деградации, загрязнение почв — один из опаснейших видов деградации почв и экосистемы в целом.

Загрязняющие вещества (загрязнители) — это вещества антропогенного происхождения, поступающие в окружающую среду в количествах, превышающих природный уровень их поступления.


Загрязнение вод

Это попадание различных загрязнителей в воды моря, реки, озера, подземные воды. Происходит при прямом или непрямом попадании загрязнителей в воду в отсутствие адекватных мер по очистке и удалению вредных веществ.

В большинстве случаев загрязнение пресных вод остаётся невидимым, поскольку загрязнители растворены в воде. Но есть и исключения: пенящиеся моющие средства, а также плавающие на поверхности нефтепродукты и неочищенные стоки. Есть несколько природных загрязнителей. Находящиеся в земле соединения алюминия попадают в систему пресных водоёмов в результате химических реакций. Паводки вымывают из почвы лугов соединения магния, которые наносят огромный ущерб рыбным запасам.

Однако объём естественных загрязняющих веществ ничтожен по сравнению с производимыми человеком. Ежегодно в водные бассейны попадают тысячи химических веществ с непредсказуемым действием, многие из которых представляют собой новые химические соединения. В воде могут быть обнаружены повышенные концентрации токсичных тяжелых металлов (как кадмия, ртути, свинца, хрома), пестициды, нитраты и фосфаты, нефтепродукты, поверхностно-активные вещества (павы). Как известно, ежегодно в моря и океаны попадает до 12 млн тонн нефти.

Определенный вклад в повышение концентрации тяжелых металлов в воде вносят и кислотные дожди. Они способны растворять в грунте минералы, что приводит к увеличению содержания в воде ионов тяжелых металлов. С атомных электростанций в круговорот воды в природе попадают радиоактивные отходы.

Сброс неочищенных сточных вод в водные источники приводит к микробиологическим загрязнениям воды. По оценкам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) 80 % заболеваний в мире вызваны неподобающим качеством и антисанитарным состоянием воды. В сельской местности проблема качества воды стоит особенно остро — около 90 % всех сельских жителей в мире постоянно пользуются для питья и купания загрязненной водой.


Загрязнение воздуха
Загрязнение воздуха, любое нежелательное изменение состава земной атмосферы в результате поступления в нее различных газов, водяного пара и твердых частиц (под воздействием природных процессов или в результате деятельности человека).

Примерно 10% загрязнителей попадают в атмосферу вследствие таких природных процессов, как, например, вулканические извержения, которые сопровождаются выбросами в атмосферу пепла, распыленных кислот, в том числе серной, и множества ядовитых газов. Кроме того, основными источниками серы в атмосфере служат брызги морской воды и разлагающиеся растительные остатки. Также следует отметить лесные пожары, в результате которых образуются плотные клубы дыма, обволакивающие значительные площади, и пыльные бури. Деревья и кустарники выделяют много летучих органических соединений (ЛОС), образующих голубую дымку, которая закрывает бльшую часть гор Блу-Ридж в США (в переводе «голубой хребет»). Присутствующие в воздухе микроорганизмы (пыльца, плесневые грибы, бактерии, вирусы) вызывают у многих людей приступы аллергии и инфекционные заболевания.

Остальные 90% загрязнителей имеют антропогенное происхождение. Основными их источниками являются: сжигание ископаемого топлива на электростанциях (выбросы дыма) и в двигателях автомобилей; производственные процессы, не связанные с сжиганием топлива, но приводящие к запылению атмосферы, например вследствие эрозии почв, добычи угля открытым способом, взрывных работ и утечки ЛОС через клапаны, стыки труб на нефтеперегонных и химических заводах и из реакторов; хранение твердых отходов; а также разнообразные смешанные источники.

Загрязняющие вещества, попадая в атмосферу, переносятся на большие расстояния от источника, а затем возвращаются на земную поверхность в виде твердых частиц, капель или химических соединений, растворенных в атмосферных осадках.

Химические соединения, источник которых находится на уровне земли, быстро смешиваются с воздухом нижних слоев атмосферы (тропосферы). Они называются первичными загрязняющими веществами. Некоторые из них вступают в химические реакции с другими загрязнителями или с основными компонентами воздуха (кислородом, азотом и водяным паром), образуя вторичные загрязняющие вещества. В результате наблюдаются такие явления, как фотохимический смог, кислотные дожди и образование озона в приземном слое атмосферы. Источником энергии для этих реакций служит солнечная радиация. Вторичные загрязнители – содержащиеся в атмосфере фотохимические окислители и кислоты – представляют главную опасность для здоровья человека и глобальных изменений окружающей среды.
Космический мусор
Под космическим мусором подразумеваются все искусственные объекты и их фрагменты в космосе, которые уже неисправны, не функционируют и никогда более не смогут служить никаким полезным целям, но являющиеся опасным фактором воздействия на функционирующие космические аппараты, особенно пилотируемые. В некоторых случаях, крупные или содержащие на борту опасные (ядерные, токсичные и т. П.) Материалы объекты космического мусора могут представлять прямую опасность и для Земли — при их неконтролируемом сходе с орбиты, неполном сгорании при прохождении плотных слоев атмосферы Земли и выпадении обломков на населённые пункты, промышленные объекты, транспортные коммуникации и т. П.

Проблема засорения околоземного космического пространства «космическим мусором» как чисто теоретическая возникла по существу сразу после запусков первых искусственных спутников Земли в конце пятидесятых годов. Официальный статус на международном уровне она получила после доклада Генерального секретаря ООН под названием «Воздействие космической деятельности на окружающую среду» 10 декабря 1993 г., где особо отмечено, что проблема имеет международный, глобальный характер: нет засорения национального околоземного космического пространства, есть засорение космического пространства Земли, одинаково негативно влияющее на все страны.

Необходимость мер по уменьшению интенсивности техногенного засорения космоса становится понятной при рассмотрении возможных сценариев освоения космоса в будущем. Существуют оценки, так называемый «каскадный эффект», который в среднесрочной перспективе может возникнуть от взаимного столкновения объектов и частиц «космического мусора». При экстраполяции существующих условий засорения низких околоземных орбит (НОО), даже с учетом мер по снижению в будущем числа орбитальных взрывов (42 % всего космического мусора) и других мероприятий по уменьшению техногенного засорения, этот эффект может в долгосрочной перспективе привести к катастрофическому росту количества объектов орбитального мусора на НОО и, как следствие, к практической невозможности дальнейшего освоения космоса. Предполагается, что «после 2055 года процесс саморазмножения остатков космической деятельности человечества станет серьёзной проблемой»

По данным, опубликованным Управлением ООН по вопросам космического пространства, в октябре 2009 года «Вокруг Земли вращается около 300 тысяч обломков мусора»


<< предыдущая страница   следующая страница >>
Смотрите также:
Актуальность, предмет и генезис экологии
1200.22kb.
7 стр.
I. Предмет экологии. Методы и задачи экологии План Расширенное понимание предмета экологии Разделы экологии
158.98kb.
1 стр.
«Бюрократический социализм рухнул, потому что не позволял ценам говорить экономическую правду. Рыночная экономика погубит себя и окружающую среду, если мы не позволим ценам говорить экологическую правду»
1946.51kb.
7 стр.
Прикладная экология
57.31kb.
1 стр.
Предмет и задачи экологии
156.79kb.
1 стр.
Лекция план Экология и другие области научного знания, историческое развитие экологии; структура экологии и общей экологии
415.71kb.
3 стр.
«Роль женщины в современном мире»
482.01kb.
2 стр.
Актуальность программы. Обучение по программам в системе дополнительного образования является актуальным
349.37kb.
1 стр.
Лекция 1 Введение в предмет социальной экологии
1690.85kb.
8 стр.
Лабораторная работа №5 Компьютерное моделирование в экологии Краткие сведения
117.13kb.
1 стр.
Актуальность, гипотеза, объект, предмет
517.37kb.
2 стр.
Эволюционная теория пола В. А. Геодакян
215.29kb.
1 стр.