“ основи екології та безпеки товарів народного споживання”

Вид материала

Документы

Содержание Нервова система Ендокринні залози Білковий обмін Принцип комплексності. Принцип гуманізації праці. Принцип екологічності техніки. Принцип конструкції технічного засобу. Принцип відповідальності за нове технічне засіб. Принцип емерджентним Науковий метод.

Подобный материал:

• Програма вступних випробувань з фахових дисциплін спеціальності «товарознавство І торговельне, 1318.41kb.
• Інформація про виробників товарів народного споживання, 121.02kb.
• «Основи екології», 360.14kb.
• Розділ 1 наукові основи безпеки життєдіяльності глава Теоретичні основи безпеки життєдіяльності, 433.74kb.
• Програма нормативного курсу "Математична економіка" 5курс, "спеціаліст" "Математика", 67.55kb.
• Назва модуля: Інформаційно-аналітичне забезпечення безпеки Код модуля, 32.07kb.
• Регуляторні механізми у сфері виробництва та споживання продовольчих товарів в умовах, 2335.18kb.
• Товарознавство продовольчих товарів” Теоретичні основи товарознавства продовольчих, 214.44kb.
• Про впровадження заходів щодо створення умов для збуту сільськогосподарської продукції, 14.97kb.
• Затверджено на засіданні кафедри психології, соціології та права, 28.08kb.

Тема 4. «Класифікація аварій атомних станцій. Прилади контролю у радіології. Антропогенні та природні екологічні катастрофи. Шляхи виживання людства».


План:

1. Класифікація аварій атомних станцій.
   
2. Наслідки аварії на ЧАЕС.
   
3. Прилади контролю у радіології.
   
4. Еволюційне існування радіації на Землі.
   
5. Дія випромінювання на стан здоров’я людини.
   
6. Антропогенні та природні екологічні катастрофи.
   
7. Головні підсумки ХХ століття.
   
8. Шляхи виживання людства.
   

Повинні знати: джерела екологічної кризи та її вплив на біосферу, природні небезпечні явища та процеси, шляхи здійснення екологічної безпеки, види аварій атомних станцій, прилади контролю в радіології.


Повинні вміти: назвати категорії антропогенних та природних екологічних катастроф; перерахувати райони та випадки екологічного лиха, вказати на їхні причини та наслідки; дати визначення поняттям «екологічна катастрофа» та «екологічна небезпека» відповідно до законодавства України.


1. Класифікація аварій атомних станцій.

Розглянемо стисло класифікацію аварій та їх характеристику. На сьогоднішній час прийнята міжнародна восьми бальна система шкал класифікації аварійних ситуацій.

Перші чотири бала, починаючи з «0» до «3», визначають, як інцидент, послідуючі – з «4» до «7» - аварії.

- «0» - інцидент знаходиться поза шкалою та характеризує усе, що відбулося, при цьому не перевищує межі і умови експлуатації з точки зору безпеки, т.ч. подія не впливає на ядерну та радіаційну безпеку.

- «1» - аномалія, це відхилення від нормальної експлуатації, які не завдають якого-небудь ризику, но вказують на недоліки у системі забезпечення безпеки. Наприклад: відказ не ключового обладнання, легко виправна помилка персоналу, недоліки керівництва по експлуатації.

- «2» - інцидент, це подія, хоч і не має дії на безпеку АЕС, однак після проведеного аналізу потребує переоцінки мір безпеки.

- «3» - серйозний інцидент, це подія, яка пропонує одну з трьох ситуацій:

а) зовнішнє дуже маленькі викиди з облученням населення не більше 0,1% від встановленої річної межі;

б) забруднення площі АЕС з облученням персоналу вище допустимої річної межі дози;

в) відказ у системах безпеки, яка може призвести до аварії.

- «4» - аварія в межах АЕС при якій створюються ситуації:

а) зовнішнє невелику викиди з облученням населення не більше дози встановленої річної межі (до 0,1 бер);

б) часткове пошкодження АЕС з гострими наслідками для здоров’я персоналу (до 100 бер).

- «5» - аварія з ризиком для навколишнього середовища. До неї відносяться: обмежені викиди в навколишнє середовище радіоактивних продуктів (J¹³ = 1000 Ku); приватне введення плану аварійних заходів по захисту населення (йодна профілактика, евакуація, вкриття).

- «6» - тяжка аварія. До неї відносяться: значні викиди у навколишнє середовище радіонуклідів (еквівалентних викидів J¹³ = 10⁶ Ku); повне введення плану аварійних заходів по захисту населення на обмеженій території (30 км).

- «7» - глобальна аварія. До неї відносяться: великий викид у навколишнє середовище значної частки продуктів поділу АЗ; збиток здоров’ю людині та навколишньому середовищу на великій території в межах однієї держави та більше; довготривала екологічна дія.

Аварії «5» і «6» відносяться до максимально проектної аварії (МПА). МПА, як і більш прості аварії, розглядаються на стадії проектування, при цьому передбачаються організаційні заходи по захисту персоналу та населення.

Аварія класу «7» не розглядається в процесі проектування і є гіпотетичною. Після аварії на ЧАЕС виникла необхідність розробити заходи і на подібний випадок.


2. Наслідки аварії на ЧАЕС.

На теперішній час кожна цивілізована людина знає, яку небезпеку несе за собою радіаційне забруднення середовища. Особливо небезпечним воно є для людини. З точки зору всього раніш вивченого необхідно оцінити той вплив, який оказує радіоактивне забруднення на атмосферу, гідросферу та літосферу. А також на всі види живих організмів, в тому числі людини.

Зараз не секрет, що жодна катастрофа ХХ ст.. не нанесла таких великих збитків і наслідків, як Чорнобильська, яка сталася в 01.00 по київському часу 26 квітня 1986 р.. Це трагедія глобального масштабу. У результаті катастрофи загинуло багато тисяч чоловік (10 тисяч з 100 тисяч, що брали участь у ліквідації аварії). Колективну дозу опромінення визначили в 20 млн. людино-бер тільки в момент ліквідації аварії.

В день аварії висота потоку, забрудненого радіонуклідами, які надходили з пошкодженого енергоблоку, становила 1200 м. Рівень радіації на віддалені 5-10 км від місця аварії складав 1000 мР/г. До 6 травня викид радіоактивних речовин майже скінчився. Рівень радіоактивності значно вищий гранично можливого був заміряний в 50-60 км к заходу та 35-40 км від ЧАЕС.

Сильним радіоактивним забрудненням покрито 5 млн. га. території, більш 1,5 млн. га. лісів та більш 1,5 млн. чоловік проживає на території, де радіоактивний фон в десятки разів перевищує припустимі норми (Київська, Житомирська, Чернігівська, Рівненська, Черкаська, Вінницька, Чернівецька, Кіровоградська, Івано-Франківська).

В перші хвилини після вибуху та утворення радіоактивної хмари, найбільшу загрозу несли ізотопи благородних газів, потім загрозу для здоров’я людини несли радіоактивні короткоживучі ізотопи йоду-131. Не глядячи на те, що період його напіврозпаду 8 діб, а значить період його нейтралізації, він має велику активність і небезпека в тому, що він передається по харчовим ланцюгам, швидко засвоюється людиною та накопичується в організмі.

Дезактиваційні роботи на які в 1986-1989 рр. затратили мільйони карбованців, бажаних результатів не дали.

У водах Прип’яті, Дніпра та його водосховищ різко зросла концентрація радіонуклідів.

Велику небезпеку представляють 800 могильників АЕС і “Саркофаг” над 4-им блоком. Розроблено план, яким передбачено спорудження “Саркофага-2”, що має накрити весь четвертий енергоблок зі старим “Саркофагом”. Цей проект розраховано на 7 років. На сьогодні виконано лише деякі роботи з укріплення старого “Саркофага”.

Вплив Чорнобильської аварії на здоров’я людей є дуже важливою проблемою не тільки для нас, але і для декількох майбутніх поколінь. Вже в 1991-1992 рр. у Житомирської, Київської обл., у Білорусії, збільшилася кількість недоношених дітей, дітей – калік, важких ускладнень вагітності в 2,5-3 рази, а також серйозні генетичні зміни.

Наслідки цієї катастрофи оцінити практично неможливо, вони глобальні, вічні і тепер можна говорити тільки при звикання і прилаштованості біосфери, людства та необоротного післячорнобильського стану.


3. Прилади контролю у радіології.

Прилади та апарати для спостереження або змінення альфа-, бета-, гама-ренгенівського, космічного або інших іонізуючих випромінювань. Ці прилади і апарати використовуються у науково-дослідницьких, промислових цілях, або для біологічних, або для медичних цілей.

До них відносяться:

• датчики, які містять іонізуючі камери. Містяться в іонізуючій камері між двома електродами, створюється різниця потенціалів;
  
• лічильники Тейгера. Між двома електродами лічильника підтримується велика різниця потенціалів;
  
• дозиметри та подібні апарати, які використовують в радіології, для вимірювання, і контролю інтенсивності та проникаючої здібності рентгенівських промінів;
  
• апарати для вимірювання космічного або подібного випромінювання;
  
• детектори нейтронів «на термоелементах» і вимірювальних або детектируючих приладів, які містять нейтронні детекторні трубки;
  
• прилади для вимірювання або знаходження випромінювання, які мають рідкі або твердотілі сцинтиметори.
  

Також використовують переносні прилади для вимірювання радіації. Їх існує велика кількість. Переносні прилади радіаційного контролю розподіляють на професійні (робочі) та побутові прилади вимірювання.

Радіометр СРП-68-01 та радіометрСРП-88Н є пошуковими робочими приладами. В сьогоднішні дні ці прилади для вимірювання радіації є штатними технічними засобами багатьох спеціалізованих служб організацій та підприємств народного господарства.

Комплект індивідуальних приладів ІД-02 у наш час використовується для безпеки виробничого контролю.

Зарядний пристрій ЗД-6 забезпечує зарядку дозиметрів індивідуальних.


4. Еволюційне існування радіації на Землі.

Радіація – це такий же природний і постійно діючий на живі організми фактор, як світло, вода, кисень та ін.. Мир навколо нас радіоактивний. Радіоактивна Земля, по якій ми ходимо; вода, якою ми вмиваємось і вживаємо. Радіоактивні рослини, тварини, гриби та мікроби.

Радіація існувала на землі задовго до народження на ній життя і була в космосі до виникнення нашої планети. На думку вчених, наша Земля утворилась близько 20 млр. років назад. З цього часу радіація постійно навіює космічні простори. На протязі всієї історії існування нашої планети природній радіаційний фон утворює випромінювання, яке йде до нас з глибини космосу. Його внесок до сумарного опромінювання живих істот, складає приблизно 20%. Дія космічних променів на живі організми залежить від їх місця, де вони мешкають. Менше всього воно впливає на організми, які знаходяться на великій глибині і під землею. На поверхні Землі немає такого місця, куди б не потрапляв невидимий космічний «душ». Полярні райони отримують значно більше радіації, чим екваторні області. Рівень радіації збільшується зі збільшенням висоти над рівнем моря, так як зменшується шар атмосфери, який відіграє важливу роль у радіаційному захисті життя на Землі. По цій причині мешканці високогір’я отримують значно високі дози опромінювання, чим мешканці рівнини.

Явище радіоактивності було відкрите у 1896 р. французьким вченим Апрі Беккерелем та подружжям Марією і Кюрі. У наш час це явище широко використовується у науці, техніці, медицині, промисловості. В масовому міркуванні населення домінує насторожене відношення до продовольчої діяльності, яка призводить до утворення радіоактивних ізотопів та в першу чергу до підприємств ядерного циклу. Цьому співпрацюють об’єктивні (велику аварії) та суб’єктивні (некомпетентність) фактори.

Слід також мати на увазі, що радіація, яка пов’язана з нормальним розвитком ядерної енергетики, складає тільки малу частку радіації, яка породжена дією людини. Відмітимо, що і зародження життя на Землі та її послідуючі еволюції відбувались в умовах постійної дії радіації.


5. Дія випромінювання на стан здоров’я людини.

Серед усього спектру найбільшої біологічної значимості і вираженості виділяють ЕМВРЧ та СВЧ. В залежності від інтенсивності та тривалості дії ЕМВРЧ та СВЧ, які визивають зміни в організмі їх розподіляють на: зміни гострої і хронічної дії. Гостре – обумовлене термічною дією ЕМВ, як правило при порушенні техніки безпеки; термогенна дія носить локальний характер, а виникаюча симптоматика визначається топографічним опромінюванням області. При опромінюванні потерпілі відчувають тепло в місті дії, подібне з дією сонячних промінів. Іноді відрізняють загальне недомагання, головний біль, запаморочення, тошноту, рвоту, спрагу, слабкість. У постраждалих спостерігається підвищення температури тіла, приступи, тахікардія, порушення серцевої діяльності, артеріальна гіпертонія. Суб’єктивна і об‘єктивна симптоматика у постраждалих через кілька днів зникає, усі кліматичні показники надходять до клінічного рівню, повністю відновлюється працездатність. Небагаточисельні клінічні спостереження гострої теплової дії ЕМВ на людину вказують на можливість локальних остаточних структурних органів та тканин.

Нервова система. При дослідженнях впливу ЕМВ на нервову систему особлива увага приділяється вивченню центральної нервової системи, яка регулює активні і пасивні взаємозв’язки організму з зовнішнім миром, та вегетативною нервовою системою, яка забезпечує цілісність всіх функцій в середині самого організму.

Ендокринні залози. В тісній взаємодії з вегетативною нервовою системою гормони ендокринних залоз у своїх взаємозв’язках утворюють функціональні системи, які підтримують на нормальному рівні вуглецевих, білковий, мінеральний та водневі обміни, як весь обмін речовин в цілому, а тим самим життя взагалі.

Кров. Вона є внутрішнім середовищем організму, виконує ряд виключно важливих фізіологічних функцій. В кров безперервно поступають та виводяться з неї різні речовини, хімічна будова крові у нормі постійна. Усі випадкові коливання у складі крові здорового організму швидко вирівнюються.

Білковий обмін. Одним із показників білкового обміну є загальний вміст білків в крові та співвідношення окремих білкових фракцій. Вже на початковій стадії розвитку різних професійних захворювань, в тому числі під дією ЕМВ, спостерігається здвиг, як у вмісті білків, так і в співвідношенні їх фракцій.

При впливі ЕМВ можливе порушення активності окремих ферментних систем, які приймають участь у розчепленні вуглеводнів. Методи визначення цих порушень не виходять за межі стандартних. При впливі ЕМВ спостерігається змінення у змісті хлоридів, натрію, калію, кальцію, фосфату. Серед інших відомих проявів дії радіації на органи людини це: поява рака у молодому віці, фізіологічні розлади, серцево-судинні захворювання, алергії, хронічні захворювання дихальних шляхів. Також відомо, що дія радіації на здоров’я може залежати від тривалості дії: одна і та ж доза радіації, за короткий час, викликає менше шкоди, чим доза, отримана за тривалий період.


6. Антропогенні та природні екологічні катастрофи.

В межах території України фізико-географічні й геолого-тектонічні умови можуть сприяти виникненню таких природних катастроф, як землетруси, повені, зсуви, пилові бурі, пожежі, випадання граду, сильні снігопади, зливи, селі, лавини, ураганні вітри, посухи.

Залежно від природних факторів катастрофи поділяються на геологічні, гідрологічні, метеорологічні, агрометеорологічні.

Розвиток природних катастроф активізується діяльністю людини, а розвиток екологічної кризи прискорюють антропогенні катастрофи, передусім – техногенні аварії. Вони відбуваються в усіх галузях економіки, й кількість їх із року в рік зростає.

Імовірність природних та антропогенних катастроф і кожний такий випадок необхідно обов'язково враховувати, ретельно аналізувати й уживати заходів для запобігання їм чи зведення до мінімуму їхніх негативних наслідків.


7. Головні підсумки ХХ століття.

Екологічна криза в Україні продовжує розростатися й поглиблюватись, охоплюючи дедалі більші території. Рівень екологічної освіти населення вкрай низький. На екологічний стан України найближчим часом негативно впливатимуть також зміни структури палива, приватизація землі та підприємств. Очікуються труднощі під час впровадження ефективних ресурсозберігаючих і природоохоронних технологій. Імовірними залишаються як різке погіршення екологічного стану країни загалом, так і необоротна деградація окремих природних об’єктів і районів.

Проте є й позитивні фактори:

- нагромаджено багато об’єктивних даних про екологічний стан геосистем України;

- визначено основні причини й динаміку розвитку екологічної кризи;

- на основі цих знань розроблено програму заходів для розв’язання екологічних проблем.

Ці заходи спрямовані передусім на стабілізацію, а в подальшому – на зменшення масштабів забруднення довкілля, на припинення процесів, що ведуть до деградації ландшафтів та екосистем, на відновлення порушених природних комплексів, на раціональне використання й охорону природних ресурсів.

На сьогодні головне завдання керівництва держави, суспільства полягає в переорієнтації національної політики й стратегії на ідеї та принципи гармонійного розвитку й забезпеченні (законодавчому, інституційному, освітньому, фінансовому) їх реалізації.


8. Шляхи виживання людства.

Відомий німецький філософ та еколог Е.Калленбах пропонує низку етичних правил поводження людини на Землі.

- Люби й шануй Землю, яка благословляє життя й управляє ним.

- Вважай кожний твій день на Землі священним і святкуй зміну пір року.

- Не вважай себе вищим за інші живі істоти й не поводься так, щоб вони зникали.

- Будь вдячним тваринам і рослинам за їжу, яку вони тобі дають.

- Обмежуй кількість своїх нащадків, бо велике число людей обтяжливе на Землі.

- Не занапащай і не забруднюй багатств Землі зброєю війни.

- Не ганяйся за прибутками від багатств Землі, а намагайся відновлювати її виснажені сили.

- Не приховуй від себе й від інших наслідків твоєї діяльності на Землі.

- Не обкрадай майбутніх поколінь, виснажуючи й забруднюючи Землю.

- Споживай дари Землі помірно, бо всі її мешканці мають однакове право на її багатство.

Сучасні шляхи розвитку ведуть до нестабільності, поглиблення кризи. Настав час гармонізувати життєдіяльність суспільства на таких принципах:

• зміна філософії життя людини, суспільства, в основу якої мають бути покладені культурні й духовні традиції, настанови на збереження соціально-екологічної цілісності середовища існування;
  
• визначення людини, рослини, етносу, суспільства, нації, держави вищою цивілізаційною цінністю;
  
• всебічний розвиток освіти, особливо екологічної, як рушійної сили цивілізаційного розвитку;
  
• визначення стабільності суспільства, соціумів, поселень метою гармонізації життєдіяльності людства;
  
• екологічне оздоровлення природних об’єктів, ландшафтів як середовища існування й домінанти життя, зменшення техногенного навантаження на них;
  
• спрямування технологічних та інноваційних змін на підтримання стабільності й динамічної рівноваги довкілля й розвитку.
  

Питання для самоперевірки і закріплення теоретичного матеріалу

1. Чому сьогодні можливі такі аварії, як Чорнобильська.
   
2. Що найбільш зашкоджує довкіллю при використані радіоактивних речовин?
   
3. Які наслідки можливі після аварій на АЕС для людини? Для довкілля?
   
4. Які території страждають найбільш після аварій?
   
5. Як оцінюються масштаби Чорнобильської катастрофи?
   
6. Назвіть основні причини техногенних аварій.
   

7. Для чого існує радіаційний баланс?

8. З чого складається радіаційний баланс біосфери?

9. До чого може привести проблема захоронення радіоактивних відходів?

10. Які території страдають найбільш при використанні атомної енергії?

11. Які антропогенні катастрофи в Україні мали найтяжчі наслідки?

12. В чому полягає негативна дія на довкілля ТЕС?

13. Що таке альфа-випромінювання?

14. Що таке бета-випромінювання?

15. Що таке гама-випромінювання?

16. З чого складається фонове радіоактивне випромінювання?


Завдання для розміркування

1. Назвіть позитивні фактори, що впливають на екологічну ситуацію в нашій державі.
   
2. Які природні катастрофи характерні для України?
   
3. Назвіть регіони України, для яких природні катастрофи становлять найбільшу небезпеку.
   
4. Які антропогенні катастрофи в Україні мали найтяжчі наслідки?
   
5. Чи відбувалися у нашому місті техногенні аварії і які наслідки вони мали?
   
6. Як оцінюються масштаби чорнобильської катастрофи?
   
7. Наведіть приклади радіоактивного забруднення водних об’єктів України.
   
8. Які основні фактори й якою мірою визначають захворюваність?
   
9. Завдяки яким реакціям і процесам людина пристосовується до змін умов зовнішнього середовища?
   
10. Чому алергії вважаються хворобою сучасності?
    
11. Чому частішають випадки розвитку злоякісних пухлин?
    
12. Назвіть основні реакції організму людини у відповідь на порушення середовища життя.
    
13. За яких умов засмага небажана й чому? Визначте групи населення, яким слід уникати тривалого перебування влітку на пляжах.
    
14. Що таке природні осередки інфекцій? Які фактори спричиняють спалахи епідемій?
    
15. В чому полягає дія іонізуючого випромінювання на людину та які елементи належать до найпоширеніших радіоактивних забруднювачів?
    

Теми для рефератів, доповідей

1. Радіоактивне забруднення ґрунтів.
   
2. Радіоактивне забруднення вод.
   
3. Проблема переходу України до збалансованого розвитку.
   
4. Нові тенденції цивілізаційного розвитку.
   
5. Здоров’я та його критерії.
   
6. Здоров’я людини як інтегральний показник її багатовимірної екологічної ніші.
   
7. Культура й релігія.
   
8. Забруднення біосфери токсичними та радіоактивними речовинами.
   
9. Основні шляхи міграції та накопичення у біосфері радіоактивних ізотопів та інших речовин, небезпечних для людини, тварин та рослин.
   
10. Небезпека ядерних катастроф.
    
11. Естетичний аспект охорони природи.
    
12. Основні положення екологічної та природоохоронної освіти.
    

Тема 5. «Інженерні методи захисту довкілля».


План:

1. Основні терміни та визначення.

2. Завдання інженерної екології.

3. Принципи інженерної екології

4. Зв`язок інженерної екології з іншими науками.

5. Інженерно-ергономічні вимоги до системи "людина-машина середовище".

6. Інженерно-екологічний підхід до будівництва споруд.


Повинні знати: сучасну організацію вивчення забруднення і змін в біосфері; зв`язок інженерної екології з іншими науками (“Основи екології”, “Фізика”, “Хімія”, “Основи системного аналізу”) які доповнює основу для засвоєння дисциплін, у яких передбачається вивчення технологій очистки викидів у атмосферу, скидів у природні водойми і ґрунти.


Повинні вміти: прогнозувати стан довкілля і запобігати його погіршенню, на основі розуміння законів природи звести до мінімуму негативний вплив на природу.


1. Основні терміни та визначення.

На очах нинішнього покоління людей було створено велику кількість машин і складних технічних пристроїв, прекрасних з позиції вирішення суто інженерних завдань. Між тим, відсутність екологічних підходів до вирішення технічних завдань призвело до того, що роками експлуатується техніка і великі промислові комплекси сприяли накопиченню в природному середовищі факторів, що пригнічують своїми отруєннями життєдіяльність біосфери. Все частіше стали виникати ситуації, що ведуть до аномальних явищ в природі, а також і до екологічних катастроф. Особливої уваги заслуговують такі на перший погляд "парадокси", коли діяльність талановитих інженерів і винахідників приводила згодом до екологічних лих. Причина таких лих - відсутність у розробників необхідних екологічних знань і досвіду захисту природи.

Один з реальних шляхів вирішення суперечностей між розвитком техніки і екологією природного середовища полягає, очевидно, в тому, що сьогодні розробник технічних засобів повинен володіти сучасним рівнем екологічних знань. У проектуванні і конструюванні ергономічних систем виникла нагальна потреба у фахівцях - інженера-еколога, що синтезують високий професіоналізм інженера-розробника технічних засобів з досвідом і знаннями еколога.

Екологія як наука спирається на такі галузі біології, як біофізика, біохімія, генетика, фізіологія, а також на інші науки: фізику, математику, хімію, геологію, метрології, географію та інші. На методах і понятійному апараті цих наук ґрунтуються екологічні дослідження.

Взаємовідносини людини і машини в умовах промислових підприємств, де мають місце іонізуючі, електромагнітні та шумові випромінювання, перепади температурних режимів, тиску, вологості, швидкості руху повітря та інших характеристик середовища на робочому місці досить різноманітні. Наука про взаємодію людини і машини отримала назву ергономіки і входить в комплексну науку - безпеку життєдіяльності. Ергономіка тісно пов'язана з технічними і математичними науками (кібернетикою, загальною теорією системи, дослідженням операцій та ін) шляхом застосування їхніх методів для математичного моделювання, аналізу та оптимізації систем "людина - машина". Уміння користуватися екологічними знаннями при створенні технічних засобів будь-яких рівнів і галузей, обов'язково для кожного фахівця.

У результаті тісного взаємозв'язку виробничих та природних процесів відбувається злиття об'єктів господарської діяльності і навколишнього середовища проживання людини в єдині системи. Розвиток цих систем відбувається за складним, багато в чому ще не вивченим законам. Для вивчення стану навколишнього середовища, причин її погіршення та прогнозування змін, а також управління процесами оптимального розвитку таких систем сформувалася нова наукова дисципліна - промислова екологія. Ця наука вивчає єдність матеріального промислового виробництва, людини, живих організмів і середовища їх проживання. Є й інші визначення, які ми розглянемо нижче.

Завдання екології у діяльності інженера-еколога промислового виробництва або проектно-конструкторської організації можна сформулювати наступним чином:

1. Моніторинг, прогнозування та оцінка можливих негативних наслідків діючих, що будуються або реконструюються для здоров'я людини, довкілля, всіх живих організмів і рослин.

2. Оптимізація технологічних, інженерних і проектно-конструкторських розробок, що виходять з мінімального збитку навколишньому середовищу і здоров'ю людини.

3. Виявлення і коректування технологічних процесів, що завдають шкоди людині і природі.

Останнім часом набули поширення такі поняття, як "інженерна екологія", "інженерний захист навколишнього середовища", "промислова екологія", "технічна екологія", які об'єднує спільна мета - вирішення проблем збереження якості навколишнього середовища.

Інженерна екологія - є наукова дисципліна, що вивчає об'єктивні закономірності процесів і засобів системної взаємодії людини, технічних засобів і природного середовища з метою створення безпечних для людини і природи систем "людина - техніка - середовище". Існують і інші визначення, як наприклад, під інженерної екологією розуміється система інженерно-технічних заходів, спрямованих на збереження якості середовища в умовах зростаючого промислового виробництва.

Таким чином, екологічні завдання вирішуються за допомогою інженерних задач, тому мова йде не про диференціацію екології на нові галузі, а про інженерного захисту навколишнього середовища. Рішення екологічних проблем за допомогою інженерних методів можливо тільки тоді, коли фахівець володіє методологією і достатніми знаннями в екології, інакше кажучи, має екологічним мисленням.

Проблеми інженерної екології становлять досить широке коло питань, пов'язаних з розвитком гуманізувати, екологічних, ергатичних систем. До основних проблем відносяться:

• аналіз процесів сумісності людини, технічних засобів і екологічних систем біосфери та інших планетарних систем;
  
• аналіз проектних і конструкторських завдань взаємодії людини-оператора, технічного засобу і навколишнього природного середовища, а також оптимізація розподілу функцій між елементами системи ГТС;
  
• дослідження діяльності людини-оператора і систем управління технічним засобом;
  
• аналіз конструкторських характеристик технічних засобів, включаючи комплекси управління та обладнання робочого місця оператора;
  
• дослідження складних процесів адаптації людини, керованої техніки і природного середовища, а також розробка принципів і методів пристосування конструкції до можливостей людини і до функцій , що забезпечує екологічну чистоту даного пристрою на рівні сучасних досягнень науки і техніки.
  

Наукові дані інженерної екології впроваджуються в практику розробки технічних засобів в стадії початкового проектування, у процесі якого важливе місце відводиться вирішенню завдань взаємної адаптації людини, техніки і середовища. В даному випадку нас цікавить екологічна сторона адаптації всіх елементів системи ГТС.

Система управління адаптивна - це система, в процесі функціонування якої відбувається адаптація, спрямована на поліпшення якості управління.

Адаптація - процес, що має велике значення у функціонуванні ергатичних системи, що визначає ефективність роботи всієї системи і, що не менш важливо, безпека життєдіяльності людини. Адаптація (від лат. - Пристосовувати) - одне з унікальних властивостей живого: пристосування організмів до умов середовища. Здатність до адаптації, до саморозвитку, удосконалення в широко змінюються умовах навколишнього середовища при постійному впливі різноманітних збурюючих факторів є істотною відмінністю всього живого від найгеніальніших творінь людини. У кібернетиці під адаптацією розуміють процес накопичення і використання інформації в системі, спрямований на досягнення певного стану або поведінки системи при початковій невизначеності і зовнішніх умовах. При адаптації можуть зазнавати зміни параметри і структура системи, алгоритм функціонування, керуючі впливи і т.п.

Розвиток інженерної екології направлено на комплексне вирішення проблем підвищення продуктивності праці, всебічного і гармонійного розвитку особистості людини і навколишнього природного середовища, поліпшення умов і гуманізації праці людини, керуючого сучасної складною технікою.

Сучасна найскладніша техніка створюється для людини, для соціально-економічного розвитку суспільства. Створення найбільш сприятливих умов життєдіяльності людини і всього живого на нашій планеті сьогодні є найважливішим завданням людства.

Вирішувати це завдання, разом з іншими науками, допомагає і інженерна екологія. Вивчення цієї науки необхідно кожній сучасній інженеру і організатору виробництва.

2. Завдання інженерної екології.

Інженерна екологія виникла на стику технічних і екологічних наук, тому для неї є характерними риси обох. Актуальною проблемою цієї нової прикладної науки є подолання вузькості поглядів на принципи як інженерних, так і екологічних явищ.

Як екологічна наука інженерна екологія досліджує екологічні процеси, на які впливають сучасні технічні пристрої і виробничі комплекси, вивчає вимоги до конкретних технічних засобів і побудови системи ГТС, які випливають з особливостей життєдіяльності людини і біосфери. Інакше кажучи, вирішує завдання пристосування техніки, складних виробництв до природних умов життя і діяльності людського суспільства і екосистем планети.

Як технічна наука інженерна екологія вивчає принципи побудови складних систем, технологічні процеси для вивчення та виконання вимог, що забезпечують безпеку життєдіяльності людини і біосфери. Складні системи слід розуміти як ергатичних системи "людина - техніка - середовище", сутність яких і їх роль в розробці нових технічних засобів розглядається докладно в наступних розділах книги. Складність і різноманіття розвитку технічних засобів і техносфери в цілому породжує багато проблем, у вирішенні яких бере участь інженер. Багато з цих проблем, які виростають до рівня надзвичайних екологічних ситуацій, з'являються в результаті приватних позицій, однією з яких є орієнтація підприємця на досягнення прибутку.

Проблематика інженерної екології може бути розділена на кілька напрямків. Основні з них: методологічне, екологічне, системотехнічне, ергономічне, експлуатаційне і моніторингове.

Методологічні проблеми дозволяють виділити предмети в об'єкт досліджень, визначити методи їх вивчення, встановити принципи розкриття закономірностей в досліджуваній області, визначити місце інженерної екології в системі наук, а також її значення для звичайної практики. Методологія інженерної екології - це її ідейні позиції. Основою її є підхід, що розглядається в окремому розділі книги.

Екологічний напрям пов'язаний з вивченням тих властивостей біосфери і окремих екосистем, а також лімітують факторів, які мають велике значення в процесі експлуатації технічних засобів і виробничих комплексів. Приватні завдання екосистеми, лімітуючі фактори і приклади детально будуть розглянуті нижче.

Системотехнічне напрям інженерної екології пов'язано з вивченням інженерно-екологічних питань розробки ергатичних систем ГТС. У цей напрямок входять такі основні групи завдань:

1. Розробка інженерно-екологічних принципів побудови технічних елементів системи ГТС, включаючи розробку принципів конструювання засобів захисту навколишнього середовища та забезпечення безпеки життєдіяльності людини.

2. Інженерно-екологічне проектування, аналіз і оцінка проектованої ергатичних системи. Сюди відноситься розподіл інженерно-екологічних завдань за стадіями проектування системи.

3. Проектування і розробка принципів і методів інженерної ергономіки, оцінка умов праці оператора ергатичних системи, робочого місця і всього комплексу управління, аналіз та проектування діяльності оператора (групи людей), керуючого системою на різних рівнях вирішення завдань.

4. Визначення економічної ефективності та оцінка соціальних характеристик, а також розробка методів і критеріїв оцінки надійності та ефективності системи ГТС в цілому.

Прогресивне ергономічне напрям інженерної екології характеризується вивченням і урахуванням людського фактора при проектуванні та експлуатації технічних систем. В даний час розвивається інженерна ергономіка* - наукова дисципліна, що досліджує об'єктивні закономірності процесів і засобів взаємодії людини, техніки і середовища з метою застосування їх до проектування і конструювання складних технічних засобів, що передбачають підвищення ефективності та якості праці, всебічний розвиток особистості, захист здоров'я людини в техносфери.

Експлуатаційне напрям інженерної екології пов'язано із забезпеченням ефективності та безпеки функціонування ергатичних системи. Справа в тому, що надзвичайні ситуації, аварії та катастрофи, що завдають величезної шкоди навколишньому середовищу і ставлять під загрозу здоров'я і життя людини, обумовлені експлуатаційними причинами. Серед цих причин велику роль відіграють помилки людини, пов'язані з недоліками в підготовці оператора, слабкими знаннями та навичками в управлінні та безпеки обслуговування техніки, поганою організацією його праці.

У завдання експлуатаційного напряму входять: професійна підготовка операторів для роботи в системі ГТС, інженерно-екологічне забезпечення наукової організації праці операторів, питання групової діяльності операторів, інженерно-екологічні та технологічні методи підвищення екологічної чистоти в процесі експлуатації технічних засобів.

Новітнім напрямом у проблематиці інженерної екології є моніторинг, який дозволяє виявляти фактори впливу даної ергатичних системи, зокрема технічних засобів системи, на навколишнє середовище, робити оцінку екологічності експлуатованих систем та впливу об'єктів техносфери на середу. До цих функцій моніторингового напрямку належить, зокрема, і моделювання антропогенних забруднень середовища, пов'язаних з роботою технічних засобів.


3. Принципи інженерної екології.

При вирішенні завдань інженерної екології використовуються різні методологічні принципи, виконання яких на практиці допомагає підвищити ефективність інженерно-екологічних досліджень. До основних з них відносять такі.

Принцип комплексності. Використання цього принципу пов'язане з необхідністю розвитку міждисциплінарних зв'язків інженерної екології, взаємодії її з іншими науками про людину, техніці та навколишньому природному середовищі. Цей принцип спирається на дані інформаційного впливу всіх компонентів системи та ретельне вивчення і застосування інших функціональних особливостей систем, зокрема, антропометричних, екологічних, фізіологічних, гігієнічних, психологічних, технічних, біологічних і т.п. Основою для практичної реалізації цього принципу є системний підхід.

Принцип гуманізації праці. Цей принцип виходить з вимог, що пред'являються людиною до техніки і організації праці, і враховує такі найважливіші практичні сторони процесів праці, як підвищення продуктивності, якості та ефективності праці, а також творчу роль людини в процесі праці.

Принцип екологічності техніки. Згідно з цим принципом виконання інженерно-екологічних вимог не має представляти одноразовий захід зі створення проекту екологічно досконалого (чистого) технічного засобу, а має бути забезпечено на всіх етапах існування даної системи: проектування, виробництва і експлуатації. Це дозволяє розробити і впровадити єдине інженерно-екологічне забезпечення системи ГТС на всіх етапах її створення і експлуатації.

Принцип конструкції технічного засобу. Традиційно комплекс принципів конструкції включає принципи оптимального навантаження, оптимального матеріалу, стабільності, оптимальних співвідношень взаємозалежних величин. Але на сучасному етапі техносфери цього недостатньо. Принцип конструкції відноситься до істотних властивостях і особливостям технічного засобу. Одним з головних особливостей конструкції має бути забезпечення, з одного боку, безпеки життєдіяльності людини, з іншого - повна відповідність сучасним нормам і вимогам екологічності вироби. Будь-яка конструкція в якійсь мірі - наслідок знань конструктора і його відношення до реальної дійсності. Людина створює все те, що ми називаємо техносферою. Однак дуже часто нам доводиться дивуватися тому, що виникло при нашому ж участі. Звідси випливає ще одна істотна властивість принципу конструкції - необхідність дослідницького підходу до конструкції технічних засобів, що входять в ергатичних систему. Такий підхід дає ключ до своєчасного усунення всякої випадковості в процесі створення нової техніки.

Принцип відповідальності за нове технічне засіб. Технічний засіб здійснює всілякі впливу на техносферу і біосферу на основі енергії, інформації. У тому випадку, коли розробник не враховує можливі наслідки існування створюваного ним технічного засобу, його впливу на навколишнє середовище, виникає загроза для у біосфери. Прикладом такої діяльності може служити приватне підприємництво, вислузнити з-під держконтролю. Забезпечення високих знань, професійного досвіду, кругозору, високої відповідальності та сумлінності відображають суть вимог принципу відповідальності за новий технічний засіб, що має соціальне значення. Цей принцип відображає головні якості інженера-еколога.

Принцип емерджентним. Зміст сучасної екології можна визначити, виходячи з концепції рівнів організації, що становлять біологічний спектр: співтовариство, популяція, організм, орган, клітина і ген, представляють основні рівні організації життя. Ці рівні розташовуються ступінчастим поруч - ієрархією, кожен ступінь якої характеризується своєю функціональною системою, що виникає в результаті взаємодії тій чи іншій ступені з навколишнім фізичним середовищем. Оскільки кожен рівень в спектрі біосистеми інтегрований, тобто взаємозалежний з суміжними або іншими рівнями, остільки тут не може бути суворих меж, що розділяють ці рівні або ступені. Наприклад, співтовариство втрачає свою життєздатність і припиняє існування, якщо відсутня кругообіг речовин та енергія не надходить в це співтовариство. Організм не проживе довго, будучи ізольований від популяції, точно так само, як окремий орган не може жити без свого організму.

Наведемо приклади принципу емерджентності. Сполука водню і кисню в певній пропорції утворює воду, рідина, що володіє абсолютно новими властивостями, несхожими на властивості складових газів. Емерджентні властивості води характерні тільки для цієї рідини - речовини нового рівня. Інший приклад - деякі водорості і кишковопорожнинні тварини в процесі спільної еволюції утворюють систему коралового рифу. З'являється раціональний механізм кругообігу елементів живлення, що дозволяє цій новій системі підтримувати високу продуктивність у водоймах з низьким вмістом цих елементів. Ці емерджентні властивості належать тільки лише рівнем рифового спільноти.


4. Зв`язок інженерної екології з іншими науками.

Інженерна екологія розвивається в тісному взаємозв'язку з іншими фундаментальними і прикладними науками.

Наука - це завжди знання, навіть там, де вона розкриває нам безодні незнання. Без цього не було б стрімкого розвитку думки. А. Ейнштейн вважав одним з головних мотивів до творчості - відчуття таємниці. "Найпрекрасніше і глибоке переживання, що випадає на долю людини - це відчуття таємничості. Воно лежить в основі релігії та всіх найбільш глибоких тенденцій у мистецтві та науці. Той, хто не відчув цього відчуття, здається мені, якщо не мерцем, то у всякому разі сліпим ... Я задовольняюся тим, що з подивом строю здогади про ці таємниці і смиренно намагаюся подумки створити далеко не повну картину досконалої структури всього сущого ". Він визнавав великою радістю "... сприймати те незбагненне для нашого розуму, що приховано під безпосередніми переживаннями, чия краса і досконалість доходять до нас лише у вигляді непрямого слабкого відгомону.

Розвиток прикладної науки, інженерної екології, відбувається насамперед у взаємному зв'язку з екологічною наукою в цілому і, зрозуміло, всього комплексу інженерних наук. Без такого зв'язку розвиток інженерної екології неможливо. З одного боку, інженерна екологія використовує наукові дані, а з іншого - інженерно-екологічні знання впливають на широке коло галузей екологічної науки. У результаті цього в інженерній екології розкриваються внутрішні зв'язки між компонентами досліджуваних систем "людина - техніка - середовище" з їх якісної і кількісної оцінкою.

Вивчаючи процеси інформаційної взаємодії людини, техніки і навколишнього природного середовища, інженерна екологія спирається на методологічний принцип - системний підхід, на теоретичні концепції, розроблені в загальній теоретичної екології, з одного боку, і теоретичні основи інженерних наук, які стали фундаментом проектування та конструювання складних технічних пристроїв, - з іншого. Однак слід зазначити, що інженерна екологія розглядає всі ці проблеми в плані діяльності людини-оператора (або групи людей), керуючого складними технічними пристроями або їх комплексами, у взаємозв'язку з навколишнім природним середовищем.

У сучасних умовах важливою тенденцією розвитку наукового знання стала інтеграція наук, які вивчають різні проблеми діяльності складних систем на основі комплексних підходів. Серед таких науково-практичних комплексів, що становлять інтереси інженерної екології, є інженерна ергономіка, що вивчає об'єктивні закономірності процесів і засобів взаємодії людини, техніки і середовища з метою застосування їх до проектування і конструювання ергатичних систем.

В інженерно-ергономічний комплекс входять фізіологія і гігієна праці, антропометрія, біомеханіка, проектування і конструювання технічних засобів, технічна естетика, дизайн та інші дисципліни, коло яких поки ще остаточно точно не визначений.

Інженерна екологія має тісний зв'язок з економікою, організацією праці, соціологією, соціальної екологією і рядом інших дисциплін, що вивчають соціотехнічні системи, на основі яких зароджується новий науковий комплекс - наука управління. Основним напрямом в цих питаннях має бути глибоке вивчення механізмів управлінських процесів, структур та управлінської діяльності в цілому в тісному взаємозв'язку і з урахуванням людських чинників та стану екологічних систем.

Інженерна екологія пов'язана також з кібернетикою і системотехнікою. Кібернетика вивчає загальні закони одержання, зберігання, передачі і перетворення інформації у складних керуючих системах. Значення кібернетики для інженерної екології полягає в тому, що вона відкриває можливості вивчення та опису з єдиних системних позицій таких якісно різнорідних компонентів системи ГТС, якими є людина, технічний засіб та екологічна система. Разом з тим, не можна не враховувати специфічність кожного з компонентів: людини, що підкоряється психофізіологічним і біологічним законам, техніки, що підкоряється фізичним і хімічним законам, і екології, підкоряється фізичним, хімічним і біологічним законам. Нагадаємо, що при вивченні інженерної екології розгляд людини, техніки і природного середовища є абстрактно-штучним методом, не більше ніж методичним прийомом, що дає можливість розглядати різні складові системи ГТС у взаємозв'язку і спільній дії.

В інженерній екології широко використовуються математичні методи, зокрема, при вивченні діяльності людини-оператора або для побудови моделей екосистем, планування та обробки даних динаміки стану екосистем в умовах антропогенних забруднень, при отриманні різних кількісних характеристик і співвідношень параметрів технічних засобів у стадії їх проектування і конструювання.

Методи інженерної екології.

Метод (грец. methodos - шлях, спосіб дослідження, навчання, викладу) - система правил і прийомів підходу до вивчення процесів і закономірностей природи, суспільства і мислення. В інженерній екології метод використовується як прийом теоретичного дослідження або практичного здійснення чого-небудь з знань закономірностей розвитку об'єктивної дійсності і досліджуваного предмета, системи, процесу.

Науковий метод. Незалежно від об'єкта досліджень, наукові дослідження мають спільні риси. При створенні системи ГТС, природно, розробник прагне порядку в діях, а це веде до використання прийомів, відповідних науковому методу. Як знати, можливо, багато хто з нас у своїй професійній діяльності, прагнучи до творчості, не раз підсвідомо йшли шляхами правил наукового методу. Хоча це і не виключає ризику в творчому творенні.

Системний підхід, який використовується як методологічна основа для інженерної екології, вимагає застосування широкого спектру методів, що враховують багатовимірний і багаторівневий характер системи ГТС. Основною метою цих методів є повне вивчення функцій всіх компонентів системи. Тому у великій різноманітності методів та окремих методик, пов'язаних з антропологічними, психофізіологічними, технічними, кібернетичними, математичними й іншими дослідженнями, ми можемо бачити як фундаментальні дисципліни, спрямовані на виявлення в першу чергу інформаційних процесів в ергатичних системі, так і інженерно-екологічні знання, одержувані при випробуванні з метою оцінки екологічної чистоти та ергономічності.

Для правильного розуміння і використання методів, що застосовуються в інженерній екології, потрібна насамперед їх класифікація. В основу такої класифікації доцільно покласти способи одержання даних про діяльність людини-оператора, роботі технічного пристрою і зміни екологічних характеристик середовища. При такому підході зручно виділити методи:

• проектно-конструкторські (з використанням досягнень науки технічної творчості),
  
• екологічного моніторингу,
  
• вивчення екосистем,
  
• ергономічні,
  
• математичні,
  
• імітаційні,
  
• кібернетичні.
  

5. Інженерно-ергономічні вимоги до системи "людина-машина середовище".

Під системою в загальній теорії систем розуміється комплекс взаємопов'язаних між собою елементів, призначений для вирішення єдиного завдання.

Система "людина-машина-середовище", або, простіше, "людина-машина", по суті - абстракція, а не фізична конструкція. Система являє собою концепцію, бо пов'язана з перетвореннями (вхідних сигналів у вхідні), які неможливо спостерігати, а можна побачити лише результати перетворень. Концепція СЧМ повинна бути заснована на певних припущеннях. Основні з них, прийняті в системі "людина-машина", добре сформульовані одним з відомих американських учених у галузі актуальних проблем людських чинників Д. Мейстера. Автор припущень виходить з принципу безумовного відповідності вимог системи потребам людини, керуючого цією системою, що безсумнівно має глибокий етичний і гуманістичний зміст. Основні допущення (за Д. Мейстера), прийняті в системі "людина-машина":

1. Категорія "людина-машина" утворює систему (СЛМ), елементи якої - людина, машина і середовище - є підсистеми, організовані певним чином і підкоряються загальним вимогам системи.

2. Елементи СЧМ взаємодіють між собою, впливаючи один на одного і на систему в цілому.

3. Будучи штучним утворенням, система цілеспрямовано (за допомогою пропонованих до неї вимог) програмується на отримання певних результатів (на основі заздалегідь заданих вхідних даних):

а) загальні вимоги системи обумовлюють роботу підсистеми і визначають вхідні характеристики;

б) робота системи активується і направляється необхідністю виконання цих вимог;

в) система функціонує адекватно тільки в тому випадку, якщо ці вимоги виконуються;

г) невиконання вимог, що пред'являються до системи, призводить до змін її функціонування.

4. Як і інші "живі" системи, СЧМ та її підсистеми функціонують в часі і просторі і тому залежать від змін, що відбуваються в зазначених вимірах.

5. Вихідні параметри всіх підсистем повинні забезпечувати отримання необхідного результуючого продукту на виході системи в цілому, інакше робота підсистем стає неефективною.

6. У тій мірі, в якій це допускається структурою її побудови, система здійснює самонастроєння з метою оптимізації співвідношень вхідних і вихідних параметрів відповідно до загальносистемними вимогами.

Розробка системи включає звичайне проектування входять до неї окремих компонентів, але на цьому не закінчується. Оскільки робота кожного окремого елемента системи є частково функцією інших входять в систему елементів, а також і функцією загального завдання системи, необхідно виробити метод подання та створення системи як єдиного цілого. Система включає в себе людину, машину і працює як одне ціле для виконання поставленого завдання. Тому визначення системи можна вважати умовним і залежних від мети, для якої вона створена.

СЧМ є "живою системою", оскільки нею керує людина. Систем такого типу притаманні загальні характеристики, до найбільш важливим з яких фахівці відносять такі:

1) всі елементи системи взаємодіють один з одним;

2) кожний елемент системи впливає на інші елементи і на систему в цілому;

3) функціонування системи супроводжується перетворенням енергії і речовини з одного виду в інший.

Не слід плутати аналіз та оцінку системи - це процеси різні. Аналіз повинен дати уявлення про структуру та функції системи: показати компоненти системи, шляхи і процеси їх взаємодії.

Для того щоб система відповідала своєму призначенню і працювала ефективно з точки зору економічності та охорони здоров'я людини, необхідно на самому початку проектування враховувати фактори людини, її можливості і здібності як головної ланки системи. Ця вимога системи "людина-машина" повинно бути відправним.

Людина-оператор є підсистемою СЧМ, його поведінка має бути підпорядковане виконання загальних цілей системи. Тому для опису системи доцільно враховувати ті дані, в яких характеристики і поведінку оператора співвіднесені з вимогами системи, наприклад, у вигляді вихідних параметрів системи.

Підсистему "оператор" слід проектувати згідно з вимогами, що пред'являються до всієї системи. Для цього необхідно використовувати різні способи, наприклад, створення обладнання робочого місця і методів управління, що враховують антропометричні, психофізіологічні та інші дані оператора, відбір операторів за ознаками їх професійних і особистих якостей. Разом з тим прогнозування поведінки людини оператора треба вести методами, сумісними з описами дії машини. Це в першу чергу методи моделювання та прогнозування поведінки оператора як підсистеми СЧМ.


6. Інженерно-екологічний підхід до будівництва споруд.

Інженерна діяльність може бути визнана корисною, якщо проекти і будівництво інженерних споруд будь-якого рівня враховують збереження екологічного балансу і забезпечують безпеку екосистем і, так зване, раціональне природокористування. Між тим, науково обґрунтованої взаємозв'язку інженерних розробок з лімітуючими факторами природного середовища та механізмами саморегуляції екологічних систем довгий час взагалі не існувало. Інженерні споруди розроблялися як би самі по собі, без урахування екологічних втрат і деформації в системах біосфери та інших сфер.

У період бурхливого розвитку сучасної цивілізації було створено безліч прекрасних, з точки зору чисто інженерних позицій, споруд типу гребель, каналів, водосховищ та інших об'єктів. Проте рівень знань про водні ресурси і вміння керувати ними не відповідав вимогам вирішення складних інженерно-екологічних завдань. А звернення розробок в чисто інженерні рішення, як це показали наступні роки їх експлуатації, призвели до поступового накопичення чинників дисбалансу життєдіяльності екологічних систем. Інакше кажучи, в природних якостях біосфери, атмосфери, гідросфери та літосфери стали все частіше з'являтися фактори, що сприяють всяким аномальним, ненормальним для природного середовища проявам, а потім і екологічних катастроф. Такі явища, коли діяльність талановитих інженерів приводила згодом до екологічних лих, заслуговують особливої уваги.

Зростання промислового виробництва на початку XX століття привів до різкого збільшення обсягів перекидання води. З'являються великі інженерні споруди типу Суецького і Панамського каналів, потім такі потужні системи перекидання води, як Великий Ферганський канал, який створив перекидання води в обсязі 6 км³ в рік, канал Москва-Волга - 2,3 км³ на рік, комплекс водопостачання Нью-Йорка з річки Делавер - 1,3 км³ на рік і т.п. Для використання водного ресурсу стали розроблятися грандіозні проекти гігантських гідротехнічних споруд, що включають великі греблі, водосховища, надпотужні насосні станції і каскади гідроелектростанцій. Проекти передбачали перекидання води з одних річкових регіонів в інші з поворотом річкових вод назад і інші заходів на грані фантастики, в тому числі проекти перекачування вод, наприклад, з гирла Амазонки в Африку та багато інших. Одночасно проводилися роботи по штучному впливу на системи хмар для зміни місця випадання опадів. Прикладів перекидання води в промислово розвинених країнах порівняно багато, і вони, безсумнівно, дають певний соціальний і економічний ефект. А ось екології та навколишньому природному середовищу вони завдали великої шкоди.

Екологи дотримуються єдиної думки, що необхідно більше вивчати і поглиблювати знання про водні ресурси, треба вміти краще ними управляти, перш ніж повертати ріки назад, перекидати прісні води з одного континенту на інший або намагатися штучно впливати на системи хмар для отримання додаткових опадів в одній районі світу, які цілком природно не випадуть в іншому місці (в США відомі цілі райони, що постраждали від посухи в результаті подібних експериментів).

Згідно екологічної точки зору, вода є ресурс, який звертається у всій екосистемі. Ті фахівці, які вважають, що сучасні проблеми, пов'язані з повенями, перекиданням і використанням води можуть бути дозволені лише будівництвом великих інженерних споруд типу великих гребель і інших подібних об'єктів, можливо, добре володіють інженерною справою, але дуже слабо розбираються в екології. Звідси й величезні матеріальні збитки, і важко оборотні порушення екологічної рівноваги екосистем. Так, на приборкання великої річки Міссісіпі для обмеження її розливів були витрачені мільйони, а збитки від повеней зросли. За будівництвом дамб і урбанізацією водозбірного басейну річки слід ще більше підняття рівня води і тим більше шкоди наноситься при проривах огорож і бар'єрів. Відомі величезні збитки, пов'язані з приборканням Неви, приносить величезний збиток в періоди своїх розливів з часів заснування на цій річці Санкт-Петербурга. У цих випадках потрібен системний інженерно-екологічний підхід.

Інженерно-екологічний підхід містить в собі дослідження об'єктивних закономірностей і засобів взаємодії складної техніки і навколишнього природного середовища з метою застосування їх до проектування інженерних споруд.


Питання для самоперевірки і закріплення теоретичного матеріалу

1. Загальні проблеми забруднення і захисту біосфери.
   
2. Загальне визначення моніторингу, його складові.
   
3. Задачі, система показників, моделювання.
   
4. Моніторинг окремих складових біосфери.
   
5. Організація служб моніторингу біосфери.
   
6. Інженерні методи охорони атмосферного повітря.
   
7. Вплив забруднювачів атмосфери на навколишнє середовище.
   
8. Організаційні, технологічні і технічні заходи.
   
9. Інженерні методи охорони водних ресурсів.
   
10. Забруднення водойм промисловими і міськими стічними водами.
    
11. Процеси самоочищення в природних водоймах.
    
12. Методи очистки стічних вод, вилучення і утилізації цінних домішок.
    
13. Інженерні методи охорони ґрунтів та надр.
    
14. Забруднення ґрунтів та надр, основні джерела і забруднюючі речовини.
    
15. Охорона рослинних ресурсів.
    
16. Роль рослин у кругообігу речовин у природі; процеси фотосинтезу.
    
17. Стан і види рослинних ресурсів на Землі. Значення лісу і лісових ресурсів. Лісові пожежі, екологічні збитки.
    
18. Грунто-захисне і водоохоронне значення лісів.
    
19. Інженерні методи захисту рослинних ресурсів.
    
20. Охорона тваринного світу.
    
21. Охорона ландшафтів.
    

Завдання для розміркування

1. Джерела і забруднювачі атмосфери, механізм розповсюдження. Первинні і вторинні забруднювачі.
   
2. Вплив турбулентності, розподілення температур у атмосфері, рельєфу місцевості. Теорії розсіювання в атмосфері.
   
3. Вибір методів очищення викидів залежно від видів забруднювачів і їх фізико-хімічних властивостей.
   
4. Вплив атмосферних факторів на біопродуктивність водоймищ. Підземні води, їх охорона і поновлення.
   
5. Захист малих рік від забруднення і виснаження. Відновлення якості води водоймищ.
   
6. Боротьба з ерозією ґрунтів, рекультивація сільськогосподарських угідь і “промислових пустель”. Знешкодження і поховання радіоактивних відходів.
   
7. Скорочення чисельності тваринного світу - результат діяльності людства.
   

Теми для рефератів, доповідей

1. Міжнародне співробітництво в галузі охорони навколишнього природного середовища.

2. Регіональний і глобальний моніторинг довкілля.

3. Роль мікроорганізмів, вищої водної рослинності, риб та інших організмів у очистці води.

4. Попередження забруднення. Збір, класифікація, нейтралізація і вторинне використання твердих відходів.

5. Вплив лісів на клімат.

6. Вплив забруднень навколишнього середовища на рослинні ресурси суші.

7. Тваринний світ як складова частина екологічної системи Землі.

8. Правові основи захисту тваринного світу.

9. Головні напрямки діяльності з охорони тваринного світу.

10. Ландшафти та їх види.

11. Зміна ландшафтів у промислових районах.

12. Правова охорона ландшафтів.

13. Розвиток і сучасний стан заповідної справи.