Міністерство освіти І науки України Харківський автомобільно-дорожній технікум еколог І я
| Вид материала | Лекція |
- Міністерство науки І освіти, молоді та спорту україни харківський національний університет, 157.11kb.
- Міністерство освіти та науки україни національний технічний університет "Харківський, 375.28kb.
- Міністерство освіти І науки України Департамент міжнародного співробітництва та європейської, 39kb.
- Міністерство освіти І науки україни міністерство економіки україни міністерство фінансів, 18.39kb.
- Міністерство освіти І науки україни, 28.03kb.
- Міністерство освіти І науки України Харківський національний університет радіоелектроніки, 399.18kb.
- Міністерство освіти І науки україни донецький обласний центр туризму та краєзнавства, 189.44kb.
- Міністерство освіти І науки україни харківський національний економічний університет, 975.59kb.
- Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни харківський національний університет, 2554.82kb.
- Методичні рекомендації до проведення семінарських занять викладач А. В. Солнцева україна., 243.47kb.
Екологічний моніторинг.
Забруднення природного середовища та потреби охорони природи призвели до необхідності організації обліку розмірів антропогенних змін в природному середовищі. Ця задача вирішується за допомогою моніторингу.
Моніторинг - це науково-інформаційна система спостережень, оцінок та прогнозів стану навколишнього середовища та живих організмів. Виділяють три види моніторингу:
- фоновий - систематичні заміри стану біосфери, ґрунту, природних вод та особливостей земної поверхні;
біологічний (біосферний) - систематичне оцінювання стану видів рослин та тварин;
• господарський - оцінка діяльності окремих сільськогосподарських
або промислових підприємств. Залежно від розмірів охопленої території розрізняють три основних види моніторингу:
глобальний - оцінка стану біосфери, атмосфери, гідросфери та
геосфери в цілому;
регіональний - виявлення джерел та шляхів забруднюючих речовин у межах великих регіонів;
локальний - аналіз стану окремого природного об'єкта.
Часто результата моніторингу оформлюють у вигляді екологічних карт.
Особливу різновидність моніторингу представляє біоіндикація або біомоніторинг - область екології, що вивчає стан навколишнього середовища на основі змін, які спостерігаються в особин, популяцій видів живих організмів.
Наприклад, в якості тест-об'єктів забруднення води використовуються мілкі прісноводні рачки-дафнії, різноманітні мікроорганізми, водорості, молюски, деякі високочутливі до забруднення риби, наприклад, форель.
Для контролю забруднень атмосфери в якості тест-об'єктів використовують різноманітні рослини. Так, хвойні породи чутливі до фтористих сполук та сульфур триоксиду - у них починають засихати верхівки. У гладіолусів під дією забруднювачів квіти змінюють форму та забарвлення. Підвищену чутливість до забруднень атмосфери мають мохи та лишайники.
У цілому моніторинг дає фактичні дані, що необхідні для розробки математичних моделей, які дозволяють на основі комп'ютерної техніки робити узагальнення та порівняння, розробляти прогнози і оперативно використовувати заходи запобігання деградаційним процесам в природі.
Екологічне нормування антропогенних навантажень.
Для оцінки рівня забруднення середовища та його якості використовують показник ГДК - гранично допустимої концентрації забруднюючих речовин. ГДК - це максимальна концентрація речовини в навколишньому середовищі, при якій не спостерігається прямого чи опосередкованого шкідливого впливу цієї речовини на організм людини.
Розрізняють:
ГДКм.р. - максимальна разова концентрація хімічної речовини у повітрі населених пунктів (при вдиханні протягом ЗО хвилин не повинна викликати рефлекторних реакцій в організмі людини). ГДКс.д. - середньодобова концентрація речовини у повітрі (не повинна завдавати прямої чи непрямої шкоди здоров'ю людини при невизначено тривали дії).
- ГДКр.з. - гранично допустима концентрація хімічної речовини у повітрі робочої зони (при щодобовій дії протягом необмеженого часу не викликає у людини будь-яких змін або порушень).
ГДК шкідливих речовин у повітрі визначається у мг/м3, у воді -мг/л, в ґрунті та продуктах харчування - мг/кг.
Концепція ГДК не гарантує захисту людини.
Головним недоліком використання ГДК є те, що норми встановлюються дня кожної речовини, організм же реагує не на окремий забруднювач, а на всю сукупність забруднювачів. В довкіллі може відбуватись синергічний ефект - підсилення шкідливої дій кількох забруднювачів.
Контроль шумових вібраційних та електромагнітних забруднень.
Шум - це усі неприємні й небажані звуки, які заважають нормально працювати та відпочивати. Шум може визивати цілу низку захворювань: головний біль, глухоту, розлади травлення, розлади нервової системи, психічні захворювання тощо.
Сила звуку визначається зміною звукового тиску в навколишньому повітряному середовищі. Для визначення рівня звукового тиску розроблено логарифмічну шкалу, кожний ступінь якої відповідає зміні інтенсивності шуму і називається белом (Б) на честь винахідника телефону, американського вченого А. Белла. На практиці використовують децибел (дБ), 1Б = 10 ДБ.
Встановлено нормативи шумів. Допустимим вважається такий шум, тривала дія якого не спричинює зниження гостроти сприйняття звуку й забезпечує задовільну розпізнаваність мови, на відстані 1,5м. допустимі межі 45-85 дБ.
Унормовано шумові характеристики місць перебування людей:
дня сну, відпочинку 30-45 дБ,
для розумової праці - 45-55 дБ,
дот роботи з персональним комп'ютером - 50-65 дБ,
для виробничих цехів, магазинів, гаражів - 56-70 дБ.
Є багато способів боротьби з шумом: використання шумопоглинальних екранів, фільтрів, матеріалів, зміна технології виробництва, запровадження безшумних механізмів і деталей, зміна режиму, динаміки та транспортних потоків у містах.
Вібрації - механічні коливання, що виникають під час роботи різних механізмів. Значення вібрацій, як фактора забруднення природного середовища, залежить від їхньої потужності й частоти. Слабкі вібрації часто корисні, вони в деяких випадках прискорюють розвиток рослин і тварин, використовуються в медицині. Сильні вібрації негативно впливають на довкілля й живі організми, в тому числі й людину.
Електромагнітні поля.
Інтенсивний розвиток електроніки й радіотехніки призвів до забруднення природного середовища електромагнітними випромінюваннями. їхні джерела, радіо - телевізійні й радіолокаційні станцій та центри, високовольтні лінії електропередач, підстанції, електротранспорт, телевізори і комп'ютери, особливо комп'ютерні центри, де зосереджено багато цієї техніки. Останнім часом помітно зросла захворюваність осіб, що тривалий час працюють з комп'ютерами. Тому переглядаються й стають жорсткішими нормативи режиму роботи, застосовуються спеціальні захисні екрани, сітки тощо.
Слід пам'ятати, що ПЕОМ та відео термінали - це джерела м'якого рентгенівського, ультрафіолетового, інфрачервоного та електромагнітного випромінювань. Крий того ЕОМ - джерело утворення магнітних полів та значної іонізації повітря.
Питания для самоконтролю знань.
1.Що таке природні ресурси?
2.Які ресурси відносяться до невичерпних?
3.Чому повітря, воду відносять до умовно невичерпних?
4.Які ресурси є відновними?
5.Які негативні наслідки використання викопного палива?
6.Вказати можливі шляхи вирішення сировинної проблеми.
7.Охарактеризувати стан земельних ресурси у світі.
8.Який показник використовується для оцінки рівня забруднень середовища?
9.Чому концепція ГДК не гарантує захисту людини?
10.Що таке синергічний ефект?
11.У чому полягає небезпечність синергічного ефекту?
12.Що таке моніторинг та яка його мета?
13.У чому полягає необхідність проведення моніторингу?
14.За якими ознаками класифікують моніторинг?
14.Що таке біоіндикація?
15.Які види живих організмів використовують для біологічного тестування?
Література
ЛІ стор. 158-171
Л2 стор. 169
ЕКОЛОГІЧНІ ПРОБЛЕМИ АТМОСФЕРИ, ГІДРОСФЕРИ, ЛІТОСФЕРИ ТА ЇХ ОХОРОНА. БІОРІЗНОМАНІТТЯ та ЙОГО ОХОРОНА.
Атмосфера.
Атмосфера - це газова оболонка Землі. Будова атмосфери:
- тропосфера - до 18 км;
- стратосфера - до 25 км,
- мезосфера - до 80 км;
- термосфера - до 1000 км;
- екзосфера - до 1900 км;
- іоносфера - до 20000 км.
Екологічне значення атмосфери:
- захист від космічного випромінювання, метеоритів;
- теплоізоляція Землі (регулювання добових і сезонних коливань
температури);
- вплив на клімат;
- вплив на стан літосфери (вивітрювання);
- джерело кисню для тварин і вуглекислого газу для рослин;
сфера життя.
Забруднення атмосфери буває:
- природне: вулкани, пожежі, рослини, тварини - не порушує газового балансу повітря;
- штучне (антропогенне), побутове, викиди транспорту, енергетики, сільського господарства.
Самоочищення атмосферного повітря виникає в результаті сухого та вологого випадання домішок, адсорбції їх земною поверхнею, поглинання рослинами, переробка бактеріями і мікроорганізмами та іншими шляхами.
Зміни, в атмосфері, зумовлені забрудненням:
1. Глобальне потепління клімату (тепличний ефект). Причиною
потепління є затримання теплового випромінювання Землі унаслідок
збільшення в атмосфері концентрації газів:
- вуглекислого газу (основні джерела - ТЕС, транспорт, промисловість, ґрунти, дихання живих організмів);
- метану (джерела - болота, рисові поля, шахти, транспорт, хімічна та нафтодобувна промисловість);
- озону (утворюється під час гроз, озонування води, зварювання металів);
водяної пари тощо.
Деякі вчені дотримуються думки, що потепління - циклічне явище і зумовлене переважно зміною сонячної активності. Однією з причин вважають і теплу течію "Ель-Ніньо" (Немовля).
Наслідки тепличного ефекту:
- танення льодовиків, підвищення рівня океану, затоплення великих територій суші;
- зміни режиму погоди на великих територіях, зміни кліматичних зон;
- зменшення виробництва сільськогосподарської продукції;
- прискорення метаболізму (в першу чергу у макрооргазінмів, що підвищить темпи біологічної еволюції та призведе до виникнення нових епідемій серед людей та тварин).
З метою стабілізації вмісту вуглекислого газу в повітрі країни-члени ООН підписали в 1992р. конвенцію ООН.
2. Руйнування озонового шару Землі.
Озоновий шар розміщується в атмосфері на висоті 20-30 км, він захищає життя на планеті від жорсткого ультрафіолетового випромінювання (А < 320 нм).
Основними руйнівниками озону вважаються:
- оксиди нітрогену - утворюються при випробуваннях ядерної зброї, запусках ракет, на хімічних підприємствах;
- фреони - застосовуються у холодильниках, як мастила, в аерозолях;
- водяна пара - утворюється при запусках ракет, польотах літаків.
Зменшення густини озонового екрану призводить до зменшення врожайності сільськогосподарських культур, негативно впливає на флору та фауну, здоров'я людини (зниження імунітету, катаракта очей, рак шкіри, підвищення інфекційних захворювань).
З метою збереження озонової оболонки з 1996р. розвинені країни припинили виробництво фреонів, замінивши їх пропан-бутановою сумішшю.
3. Кислотні дощі.
Кислі атмосферні опади рН<5,5 утворюються внаслідок забруднення атмосфери оксидами сульфуру, нітрогену та пари кислот, їх природними джерелами є вулканічні виверження, пожежі, діяльність ґрунтових бактерій; антропогенними - транспорт, ТЕС, сміттєспалювальні заводи, металургійні комбінати, хімічні підприємства тощо.
Наслідки кислотних дощів:
- зниження рН поверхневих вод і ґрунтів та посилення міграції важких металу;
- опіки і зниження інтенсивності фотосинтезу у рослин; загибель гідро біонтів;
- деградація лісів;
- заміна активності ферментів у яйцеклітинах;
- корозія металів;
- руйнування будівель з вапняку і архітектурних пам'яток;
- негативний вплив на здоров'я людини.
4. Смоги.
Смоги (англ. Смоке - дим, фог - туман) - явище, характерне для певних місць за певних метеорологічних умов і забруднення повітря. За походженням смоги поділяють на три типи; лондонський (чорний смог), лос-анджелеський (білий смог) та льодяний смог.
Причини лондонського смогу:
- низька температура (близько 0° С); вологість до 100%;
підвищений вміст сажі, оксидів карбону, нітрогену, сульфуру, що утворюються при спалюванні палива.
В Україні такі смоги спостерігаються у приморських містах.
Фотохімічний смог лос-анджелеського типу виникає при дії сонячного світла на вуглеводні і виявляється у вигляді білого туману з неприємним запахом, що подразнює очі, слизові оболонки, органи дихання.
Білий смог формується за умов:
- високої температури (понад 30° С);
- відсутності перемішування шарів повітря у вертикальному напрямі (інверсія);
- значної концентрації викидів автотранспорту, вуглеводнів, оксидів нітрогену, озону, акролеїну;
- утворення пероксиацетилнітрату, що має лакриматорну дію (подразнює слизові оболонки).
В Україні спостерігається в Дніпропетровську, Запоріжжі, Донецьку і навіть курортному місті Ялті.
Льодяний смог складається з дрібних кристалів льоду, які утворюють білий туман. Він характерний для північних широт за температур нижче -30° С, високої вологості та забруднення повітря.
Тривалі смоги призводять до появи задухи, бронхіальної астми, збільшення смертності, пригнічення рослинності, руйнування будівель, прискорення корозій металів та інших негативних наслідків.
Самоочищення атмосфери.
Зниження забрудненості повітря відбувається завдяки різноманітним фізичним, хімічним та біологічним процесам в атмосфері:
- розсіюванню забруднювачів;
- руйнуванню забруднювачів під дією сонячної радіації (фотохімічні процеси);
- хімічній взаємодії між окремими забруднювачами, між забрудником і компонентом повітря з утворенням нетоксичних сполук;
- поглинанню рослинами сполук нітрогену та сульфуру і використанню їх для синтезу органічних сполук.
Заходи з охорони повітряного середовища: впровадження безвідходних та маловідходних технологій;
- використання високоефективних очисних споруд, фільтрів; альтернативна енергетика;
- зменшення токсичності вихлопних газів (фільтри, покращення якості пального, альтернативні види палива);
- озеленення територій; моніторинг;
- правовий захист;
- міжнародне співробітництво;
Техногенний вплив на гідросферу.
Гідросфера - це водна оболонка Землі.
Вода займає 71% поверхні Землі, становить 0,023% маси Землі. 99,7% маси живого. З них прісної води - 2%, яка знаходиться на 75% -в льодовиках, 20% - в озері Байкал, 0,6%-1% в рідкому стані Екологічне значення води: джерело кисню при фотосинтезі; складова частина всього живого (99,7%); середовище життя;
головний фактор клімату;
джерело різноманітних ресурсів для людини.
Вода необхідна для життя всього живого на Землі, втрата організмом 10-20% води призводить до смерті. В наш час на Землі дедалі гостріше відчувається дефіцит прісної води.
Причини дефіциту прісної води:
нерівномірність розміщення поверхневого стоку; демографічний вибух;
збільшення споживання на одну людину; забруднення водних ресурсів;
великі об'єми водозабор)' для зрошування;
великі об'єми водозабору для потреб промисловості;
зменшення водоносності рік внаслідок:
вирубки лісів; - розорювання прибережних територій;
меліорації: осушення боліт, зрошування;
швидкого танення снігів;
забруднення Світового океану нафтою. Забруднення води буває: фізичне - спричинюється нерозчинними домішками, які зменшують прозорість води та пригнічують розвиток рослин, забивають зябра риб, погіршують смак та роблять її непридатною для споживання;
хімічне - спричинюється шкідливими домішками, що надходять з стічними водами, поверхневими стоками тощо; біологічне - спричинюється різними мікроорганізмами (бактеріями, вірусами, спорами грибків, яйцями червів тощо);
- теплове - спричинюється скидом у водойми підігрітих вод ТЕС, АЕС та інших енергетичних установок.
Основні джерела забруднення води.
промислові води;
стічні побутові води;
поверхневі стоки з сільськогосподарських угідь та систем зрошування;
- атмосферні опади.
Наслідки забруднення гідросфери: дефіцит прісної води;
зменшення фотосинтетичної спроможності океану; зменшення біорізноманїття (зникнення видів);
зменшення об'ємів випаровування з поверхні океану ( через забруднення нафтою), що впливає на клімат планети;
негативний вплив на здоров'я людей (60% захворювань пов'язані з поганою якістю води - дані ВООЗ);
Самоочищення водойм.
В процесах самоочищення водойм беруть участь фізичні, хімічні та біологічні чинники:
фізичні процеси - поглинання газів, що входять до складу атмосферного повітря, сорбція домішок зависями, осадження зависей;
хімічні процеси - утворення малорозчинних, газоподібних та інших сполук;
біохімічні процеси - фото- і хемосинтез, біоакумуляція за участю живих організмів, процеси метаболізму та взаємодія їх продуктів між собою та з компонентами води.
Методи очищення стічних вод.
механічні (фільтрування, ультрацентрифугування, відстоювання); фізичні (сорбція, виморожування, ультрафільтрація, обробка ультразвуком, УФ - опромінення, зворотній осмос); фізико-хімічні (хемосорбція, електроліз, електродіаліз, коагуляція, електрокоагуляція, електрофлотація, екстракція, флокуляція);
хімічні (осадження у вигляді малорозчинних сполук, озонування, хлорування (окислення), відновлення);
З цих самих причин деградує екосистема Дністра, де вимерли цінні види риб, на дні акумулюється величезна кількість важких металів, радіонуклідів, гумусних речовин, розвивається ерозія берегів.
Наслідки будівництва каскаду водосховищ на Дніпрі:
- підйом рівня ґрунтових вод; засолення ґрунтів;
ерозія берегів;
явище евтрофікацй у водосховищах (підвищення біологічної продуктивності продуцентів внаслідок забруднень води сполуками нітрогену, фосфору, промисловими та побутовими стоками);
накопичення токсичних речовин, важких металів;
перетворення річкового обміну на озерний.
Проблеми малих річок: В Україні практично зникли 20 тис. малих річок. Причини: розпашка прибережних земель, вирубка лісів, осушення боліт, забруднення, погіршення гідрологічного режиму регіону внаслідок господарської діяльності людини тощо.
Проблеми Азовського та Чорного моря.
Серед головних екологічних проблем Азовського та Чорного морів - надмірне забруднення, зменшення біорізноманітності, обміління. Азовське море - зона екологічного лиха.
В недалекому минулому море мало цілющі води, велике біологічне різноманіття, вилов риби був в 35 разів більший ніж у Чорному морі.
Серед головних причин екологічної кризи Азовського моря:
- хижацький вилов риби;
будівництво водосховищ на ріках Кубань, Дон та інші; впровадження в басейнах річок зрошувального землеробства і рисосіяння замість традиційних культур, що привело до зменшення стоку рік;
забруднення викидами хімічної та металургійної промисловості,
сільського господарства, нафтопродуктами;
пересиченість реакційних зон.
Екологічна ситуація в басейні Чорного моря дещо краща, чому сприяють його розміри і глибина, але також досить напружена. Через порушення гідродинамічного, гідрохімічного та теплового балансів водних мас поступово підвищується межа насичених сірководнем глибинних вод, що дуже небезпечно для екосистем моря.
Шляхи розв'язання проблем гідросфери:
економія води;
- розширення об'ємів використання морської води для потреб народного господарства і побуту;
очищення стічних від;
зменшення забруднення природних вод;
екологічний моніторинг,
відмова від ядерних випробувань в океані; заборона захоронения радіоактивних відходів в океані;
міжнародне співробітництво у справі охорони Світового океану.
Екологічні проблеми літосфери.
Літосфера - зовнішня тверда оболонка Земля, що вміщує життєво важливі ресурси ґрунти, надра землі.
Ґрунти - це особливі природні утворення, що характеризуються родючістю - здатністю забезпечувати рослини речовинами, необхідними для їхньої життєдіяльності
Функції ґрунтів: накопичення атмосферних осадів;
регулювання водного балансу;
утворення і забезпечення чистоти підземних вод; концентрація елементів живлення рослин:
трансформація або мобілізація живлення рослин; середовище життя.
За час розвитку людської цивілізації площі ґрунтів, придатних до землеробства, безперервно скорочуються. Останні десятиліття характеризуються масовою деградацією ґрунтів з втратою основної властивості - родючості
Причини втрати ґрунтів: розорювання - призводитъ до ерозії;
- ерозія грунтів - процес руйнування ґрунту, внаслідок винесенням вітром або водою, яка посилюється внаслідок господарської діяльності, підкислення ґрунтів - зниження їх рН, спричинене кислотними опадами та хімічним забрудненням . Є несприятливим для більшості сільськогосподарських культур;
зниження лісистості - сприяє вимиванню поживних речовин з ґрунту, втраті вологості, затопленню низин весною, посиленню ерозії, спустелюванню;
- перевипасання худоби - призводить до знищення трав'яного покриву, подальшої ерозій" та неможливості відновлення родючості ґрунту внаслідок втрати детриту;
зрошення - зумовлює вимивання солей і засолення ґрунту внаслідок швидкого випаровування води,
заболочування - втрата земель внаслідок нераціонального поливу, затоплення великих територій при будівництві ГЕС, інфільтрації вод з великих водосховищ;
- осушування боліт - призводить до змини гідрологічного режиму; спустелювання - зниження біологічної продуктивності природних екосистем. Буває азидне спустелювання в посушливих зонах з причин, знелісення, перевипасання, засолення, ерозії та арктичне спустелювання - в тундрі та лісотундрі у разі перевипасу, геологічної розвідки, знищення рослинності колесами техніки тощо;
• урбанізація - втрата земель внаслідок розростання міст;
- забруднення - впливає на фізичні і хімічні процеси в ґрунті.
Темпи деградації ґрунтів стали такими високими, що ґрунтознавці ставлять питання про підготовку "Червоної книги ґрунтів", до якої будуть занесені ґрунти, яким загрожує знищення.
В Україні за останні 30 років внаслідок промислово-індустріального розвитку та забруднення ґрунтів радіонуклідами після аварії на ЧАЕС частка ріллі на людину знизилась на 30%. Родючість ґрунтів в Україні - одна з найвищих у світі, і забруднювати їх - злочин перед людством.
Заходи по охороні ґрунтів:
боротьба з ерозією (науково обґрунтована агротехніка, захисні лісосмуги, регульований випас худоби тощо);
впровадження біологічного землеробства (сівозміни, чисті пари, біологічні засоби захисту рослин, органічні добрива);
науково обґрунтована меліорація;
• моніторинг земель;
- природоохоронне законодавство.
Надра - верхня частіша земної кори, в межах якої видобуваються корисні копалини.
Надра використовуються в кількох напрямках
для добування корисних копалин;
для зберігання рідких і газоподібних корисних копалин;
дій створення споруд заводів, сховищ;
для транспортних комунікацій;
для захоронения промислових відходів.
Корисні копалини відносяться до вичерпних та невідновних. При сучасних темпах видобування більшість родовищ вичерпається впродовж 50-100 років.
До шляхів вирішення сировинної проблеми належать:
- ресурсозбереження:
- перехід на безвідходні та маловідходні технології; використання альтернативних матеріалів;
- використання вторинних ресурсів; комплексне використання мінеральних ресурсів;
- максимальна розробка пластів;
- використання новітніх технологій видобування та переробки;
- розробка конкрецій, зосереджених на дні Світового океану (корисні копалини - вичерпні, невідновні, а конкреції - відновні).
В 1992 році Верховною Радою України затверджено закони про охорону природного середовища й ресурсів України, де передбачено заходи з охорони природи, зокрема надр, а також жорсткі покарання за шкоду, завдану природі. Згідно з діючим законодавством порушені землі підлягають рекультивації - відновленню їхніх цінних властивостей, що є обов'язком тих підприємств, які їх порушили.