В. Н. Масляев охрана окружающей среды учебное пособие
| Вид материала | Учебное пособие |
- Практикум по экологическому мониторингу окружающей среды Учебное пособие, 949.79kb.
- Г. В. Плеханова (технический университет) М. А. Пашкевич, В. Ф. Шуйский экологический, 1176.09kb.
- Тема : «Загрязнение и охрана окружающей среды», 38.66kb.
- Черноморец Альберт Евгеньевич доктор юридических наук, профессор Алексеев Алексей Павлович, 1348.21kb.
- Рабочая программа элективного курса «Химия и охрана окружающей среды», 82.96kb.
- Программа дисциплины дпп. Р. 01 Экология и охрана окружающей среды цели и задачи курса, 147.68kb.
- 5 июня на всей планете отмечают праздник под названием День охраны окружающей среды, 38.59kb.
- Аннотация рабочей программы дисциплины охрана окружающей среды и рациональное использование, 40.26kb.
- В. А. Петров охрана труда учебное пособие, 4654.03kb.
- Охрана окружающей природной среды. Состояние нормативной экологической базы. Присоединение, 160.25kb.
В. Н. МАСЛЯЕВ
ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
САРАНСК
КОПИ-ЦЕНТР «РЕФЕРЕНТ»
2009
УДК 574 (076)
Р е ц е н з е н т ы:
отдел мониторинга демографии и трудовых процессов
Научного центра социально-экономического мониторинга
Республики Мордовия (заведующий отделом,
кандидат географических наук В. А. Нежданов),
кандидат геолого-минералогических наук А. Г. Жильцов
Масляев В. Н.
Охрана окружающей среды : учеб. пособие / В. Н. Масляев. – Саранск : копи-центр «Референт», 2009. – с.
Учебное пособие включает материалы по курсу «Охрана окружающей среды», контрольные вопросы и задания. Приведены контрольные вопросы, вынесенные на зачет.
Предназначено для студентов географического факультета специальности «Геоэкология» и по направлению бакалавриата «Экология и природопользование».
Печатается по решению учебно-методического совета Мордовского государственного университета им. Н. П. Огарева.
УДК 574 (076)
^Учебное издание
МАСЛЯЕВ Валерий Николаевич
ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Учебное пособие
Подписано в печать 4.12.09. Формат 60 х 84 1 / 16. Бумага офсетная.
Печать офсетная. Гарнитура Таймс. Усл. печ. л. . Уч.- изд. л.
Тираж 100 экз. Заказ № .
Отпечатано с оригинал-макета заказчика
в копи-центре «Референт»
430000, г. Саранск, пр. Ленина, 21
тел. (8342) 48-25-33
ВВЕДЕНИЕ
Курс «Охрана окружающей среды» является первой учебной дисциплиной для студентов специальности «Геоэкология» и направления бакалавриата «Экология и природопользование», имеющей профессиональную направленность.
Рост численности населения мира, увеличение объемов использования природных ресурсов Земли, внедрение новых технологий и рост производства в энергетике, промышленности, сельском хозяйстве, транспорте привели к возрастанию антропогенной нагрузки на окружающую природную среду. В связи с эти возникает широкий круг задач междисциплинарного характера, которые рассматривает геоэкология – наука о пространственно-временных закономерностях взаимодействия сообществ с окружающей природной средой, а также о географических закономерностях воздействия антропогенного фактора на геоэкосистемы.
Дисциплина является первым и важным этапом приобщения студентов к теоретическим основам выбранной специальности. Данный курс является базой для изучения других общепрофессиональных и специальных дисциплин: «Общая экология», «Геофизика», «Геоэкология», «Геохимия окружающей среды», «Геоэкологический мониторинг», «Экология почв», «Геоэкологическое проектирование и экспертиза» и др.
Цель учебной дисциплины – формирование у студентов знаний по теоретическим основам геоэкологии и охраны окружающей среды.
^ Основные задачи курса: 1) познакомить студентов с основными понятиями и терминами охраны окружающей среды; 2) охарактеризовать основные точки зрения в понимании геоэкологии как науки; 3) познакомить студентов с основными принципами и методами геоэкологических исследований; 4) раскрыть сущность и содержание антропогенной деятельности; 5) охарактеризовать главные глобальные геоэкологические проблемы; 6) формировать у студентов геоэкологическое мышление, навыки формирования экологической культуры.
^ 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
1. Особенности взаимодействия «Природы» и «Общества» на современном этапе и актуальность проблемы охраны окружающей среды.
2. Понятие «окружающая среда».
3. Окружающая среда как среда жизни человека.
4. Наука об окружающей среде.
5. Основные свойства окружающей среды.
6. Основные формы охраны окружающей среды.
7. Оценка геоэкологического состояния основных подсистем окружающей природной среды.
8. Основные формы охраны окружающей среды
9. Меры по улучшению качества окружающей среды.
- Особенности взаимодействия «Природы» и «Общества» на
современном этапе и актуальность проблемы охраны
окружающей среды
Проблема взаимодействия двух мощнейших систем «Природа» и «Общество» одновременно старая и современная. Старая – потому, что появилась давно, с момента возникновения биологического вида «Homo sapiens». Современная – потому, что масштабы воздействия общества на природу достигли катастрофических размеров.
Несбалансированные взаимоотношения общества и природы, т. е. нерациональное природопользование часто приводят к экологическому кризису. Экологический кризис или чрезвычайная экологическая ситуация – экологическое неблагополучие, характеризующееся устойчивыми отрицательными изменениями окружающей природной среды и представляющее угрозу для здоровья людей. Это напряженное состояние взаимоотношений между человечеством и природой, обусловленное несоответствием размеров производственно-хозяйственной деятельности человека ресурсно-экологическим возможностям биосферы.
В истории развития биосферы и человечества выделяют несколько экологических кризисов: кризис ресурсов промысла и собирательства, кризис консументов, кризис, связанный с деградацией примитивного поливного земледелия, кризис продуцентов. Современный кризис цивилизации называют глобальным кризисом загрязнения биосферы или кризисом редуцентов. Это связано с тем, что редуценты не успевают очищать биосферу от антропогенных продуктов или они потенциально не способны сделать это в силу неприродного характера выбрасываемых синтетических веществ. Современный экологический кризис, кроме того, характеризуется напряженным термодинамическим (тепловым) состоянием биосферы и снижением надежности природно-социально-производственных систем. Это связано с увеличением производства энергии в нижней части тропосферы и нарушением природного экологического равновесия. Основными причинами экологического кризиса современной цивилизации принято называть: 1) рост народонаселения на Земле; 2) рост производительных сил; 3) освоение новых территорий, в первую очередь территорий с экстремальными природными условиями, наиболее слабо устойчивые к техногенному воздействию; 4) научно-технический прогресс и его экологические последствия, связанные с выпуском веществ, материалов и объектов со свойствами, чуждыми естественной природе (пестициды, пластмассы, АЭС и др.). Экологический кризис в зависимости от масштаба может быть локальным, региональным, глобальным.
Ведущую роль в формировании глобального экологического кризиса принадлежит научно-технической революции (НТР). НТР – это коренной качественный переворот в производительных силах человечества, основанный на резком скачке в развитии науки и превращении ее в непосредственную производительную силу. Начало НТР – середина ХХ в. НТР и НТП привели к следующему: 1) увеличили потребление природных ресурсов; 2) произошло расширение освоенных хозяйственной деятельностью территорий; 3) усилились антропогенные нагрузки на природные системы; 4) увеличивается деградация и загрязнение окружающей природной среды; 5) появились новые искусственные органические соединения, не существовавшие в природе, опасные тем, что трудно разлагаются или совсем не разлагаются в естественной среде; 6) вызвали к жизни ОМП (ядерное, химическое, биологическое), опасное тем, что его применение может привести к гибели современной цивилизации.
Современный экологический кризис характеризуется не столько усилением воздействия человека на природу, сколько резким увеличением влияния измененной людьми природной среды на развитие современной цивилизации. К особенностям современного экологического кризиса относятся: 1) резкое возрастание объемов добычи и потребления естественных ресурсов, вовлекаемых в материальное производство; 2) усиление антропогенного влияния на природные системы; 3) ухудшение состояния окружающей природной среды; 4) влияние измененной неблагоприятной природной среды на самочувствие и здоровье человека.
Кризис рассматривается как явление обратимое, в котором человек выступает активно действующей стороной. НТР и НТП в настоящее время рассматриваются как надежда на решение многих экологических проблем, таких как: 1) внедрение энерго- и ресурсосбережения благодаря внедрению неэнергоемких и не ресурсоемких технологий; 2) использование малоотходных, менее экологических вредных (природощадящих) технологий; 3) применение технологий по утилизации и обезвреживанию отходов производства.
Актуальность геоэкологических исследований связана с обострением экологической обстановки в различных регионах страны и решением проблем оптимизации окружающей природной среды. В настоящее время масштабы антропогенного воздействия на природу возросли и достигли гигантских величин. Важность проблем охраны природной среды подчеркивается в Законе Российской Федерации «Об охране окружающей природной среды».
- ^ Понятие «окружающая среда»
Под окружающей средой принято понимать целостную систему взаимосвязанных природных и антропогенных объектов и явлений, в которых протекают труд, быт и отдых людей. Этот термин произошел от анг. environment – среда. В широком смысле слова под термином «окружающая среда» понимается природа (мир Земли), в узком смысле – среда непосредственно окружающая чего-то (кого-то) (Реймерс, 1990).
Понятие об окружающей среде возникло в середине XIX в. в недрах биологии. Немецкий зоолог Эрнст Геккель в 1866 г. опубликовал труд «Всеобщая морфология организмов», в котором впервые определил экологию как науку об отношении организмов к окружающей среде. При этом окружающая среда понималась как совокупность природных условий образования и существования организмов.
Э
Э. Геккель
рнст Генрих Геккель (16.02.1834, Потсдам – 09.08.1919, Йена), немецкий естествоиспытатель и философ. Изучал медицину и естествознание в Берлинском, Вюрцбургском и Венском университетах. В 1857 получил диплом врача. С 1861 приват-доцент, в 1865–1909 – профессор Йенского университета. Основные труды: «Общая морфология организмов» (1866), «Естественная история миротворения» (1868), «Антропогения или История развития человека» (1874), «Систематическая философия» (1894 – 1896). Геккель развивал дарвиновские идеи. Разработал теорию происхождения многоклеточных, сформулировал биогенетический закон. В последние годы жизни посвятил разработке философских аспектов эволюционной теории.
Термин «окружающая среда» получил широкое распространение в научной литературе, официальных документах ООН, ЮНЕСКО, других международных организаций, в документах России и других стран. Начало деятельности ООН по охране окружающей среды положила международная конференция, состоявшаяся в 1972 г. в Стокгольме. На ней был учрежден Всемирный день охраны окружающей среды (5 июня). Термин «окружающая среда» вошел в содержание ряда статей Конституции Российской Федерации от 12 декабря 1993 г. В 1992 г. Россия подписала Декларацию по окружающей среде и развитию. В одном из пунктов Декларации записано, что «государства должны уважать международное право, обеспечивающее защиту окружающей среды во время вооруженных конфликтов».
Понятие «окружающая среда» включает природные, социальные и искусственно созданные физические, химические и биологические факторы, т. е. все то, что прямо или косвенно воздействует на жизнь и деятельность человека. Большой вклад в изучение проблем охраны окружающей среды внес известный российский эколог Н. Ф. Реймерс.
Н
Н.Ф. Реймерс
иколай Федорович Реймерс (1931 – 1993) – один из самых энциклопедически образованных теоретиков общей экологии, систематизатор и популяризатор экологических знаний, доктор биологических наук, профессор, теоретик и практик развития заповедного дела в СССР. В 1953 г. окончил биолого-почвенный факультет Иркутского государственного университета. С 1966 г. – заместитель директора по науке Приокско-Террасного заповедника; в 1968 – 1969 гг. работал в Главном управлении по охране природы, заповедникам и охотничьему хозяйству Министерства сельского хозяйства СССР. С 1973 по 1991 г. работал в Центральном экономико-математическом институте. С 1988 г. – первый председатель Экологического союза СССР. В 1992 г. организовал экологический факультет Международного независимого эколого-политологического университета (МНЭПУ) и стал его первым деканом. Основные труды: «Особо охраняемые природные территории» (1978, в соавторстве с Ф. Р. Штильмарком), словарь-справочник «Природопользование» (1990.), «Популярный биологический словарь» (1991), «Надежды на выживание человечества. Концептуальная экология» (1992; переизд., 1994). В последней книге, впервые в русскоязычной литературе, он дал формулировки и систематизировал более 200 экологических законов, правил и принципов.
Окружающая среда является составной частью системы «Общество – окружающая среда». Таким образом, употребление термина «окружающая среда» требует определенного дополнения. Наиболее часто он употребляется в следующих словосочетаниях:
- окружающая природная среда;
- окружающая человека среда.
Под окружающей природной средой понимают совокупность природных и природно-антропогенных факторов, абиотических и биотических сред, оказывающих влияние на хозяйственную деятельность человека и на его здоровье. В состав окружающей природной среды входят:
– природная (естественная) среда;
– квазиприродная среда.
Природная среда – это первичная среда, состоящая из совокупности естественных геокомпонентов и ландшафтов. Например, ледники, озера, реки, болота, горы и т. д. Природная среда состоит из абиотической и биотической сред. Абиотическая среда – совокупность элементов и факторов неживой природы (горные породы, рельеф, поверхностные и подземные воды, атмосфера, экзогенные процессы и др.). Биотическая среда – совокупность живых организмов и продукты их жизнедеятельности. Природная среда способна к самовосстановлению и самоочищению.
Природная среда, сознательно или бессознательно измененная деятельностью человека превращается в квазиприродную среду. Квазиприродная среда – это преобразованные человеком природные ландшафты и созданные им антропоценозы и культурные ландшафты. Эта среда не способна к самоподдержанию и требует постоянного контроля и поддержания со стороны человека. Например, агроэкосистемы, водохранилища, пруды, лесопосадки, мелиоративные системы и др.
Под окружающей человека средой (антропосферой) понимают совокупность абиотической, биотической и соцально-экономической сред, а также одновременно природной, квазиприродной и артеприродной сред, совместно и непосредственно оказывающих влияние на людей и их хозяйство (Реймерс, 1990). В отличие от окружающей природной среды в состав окружающей человека среды входит артеприродная среда. Артеприродная среда – это среда населенных мест, искусственное окружение людей, состоящее из искусственно созданных (здания, сооружения, искусственные покрытия, железные дороги и т. д.) и природных элементов. Окружающая человека среда – это понятие прежде всего антропоцентрическое, демоэкологическое, свидетельствующее об условиях жизни людей (населения). Без постоянного поддержания человеком эта среда немедленно деградирует. Не случайно термин широко используется при изучении взаимосвязей и процессов взаимодействий между обществом и природой.
В состав окружающей человека среды входит также социально-экономическая среда. Социально-экономическая среда – отношения между людьми и их группами, а также между ними и создаваемыми ими материальными и культурными ценностями, оказывающими воздействие на человека.Социально-экономическая среда включает социально-психоло-гические, социологические, демографические, социально-культурные, этнические и производственно-экономические элементы (Реймерс, 1990).
Одним из важнейших элементов социально-экономической среды является культурная среда – среда духовной сферы жизни людей, включающая в себя результаты хозяйственной деятельности (машины, здания, произведения искусства, нормы морали и права и др.), веками сложившиеся религиозные, национально-этнические особенности, а также человеческие силы и способности, реализуемые в деятельности людей (знания, умения, навыки, уровень интеллекта, нравственного и эстетического развития, мировоззрение, способы и формы общения с другими людьми (Реймерс, 1992). Культурная среда, со временем меняется. Для каждой нации, общественно-экономической формации характерен свой тип культурной среды.
В составе окружающей человека среды Н. Ф. Реймерс (1990) выделяет:
– интимную среду (жилье, семья, соседи и т. д.);
– ближнюю среду (микрорайон, населенный пункт, в котором живет человек, предприятие, где работает);
– дальняя или региональная среда (окружение населенных мест или окружение родного этноса);
– глобальную среду (вся биосфера или экосфера, какой-либо материк).
^ 3. Окружающая среда как среда жизни человека
Окружающая среда выступает для человека как среда жизни. Пространственно и функционально окружающая среда состоит из воздушной, водной, биопочвенной, геотехноморфологической, геологической, геофизической,геохимической сред.
Воздушная среда – представляет собой приземный и подземный воздух, содержащий естественные газы, природные и техногенные образования. Эта среда испытывает воздействие техногенных факторов, окружает и влияет на человека, его самочувствие, хозяйственную деятельность, на все организмы Земли. Воздушная среда простирается до высоты озонового экрана. Воздух необходим растениям, животным, человеку. Атмосферный воздух содержит азот (78,08 %), кислород (20,95 %), аргон (0,93%), углекислый газ (0,03 %), водяные пары, неон, гелий, озон и др. В почвенном воздухе присутствует азот, кислород, углекислый газ, метан, сероводород, аммиак и др.
Воздушной среде присущи процессы циркуляции воздушных масс. Этим свойством обусловлена высокая динамичность экологического состояния приземного слоя воздуха. В настоящее время в атмосферу поступает огромная масса загрязняющих веществ антропогенного происхождения. Наиболее высокие их концентрации наблюдаются в крупных городах, что иногда приводит к образованию смога. Фреоны и тяжелые металлы, поступая в атмосферу постепенно разрушают озоновый слой. Тепловое загрязнение воздушной среды приводит к «Парниковому эффекту».
В условиях усиливающегося антропогенного воздействия воздушная среда нуждается: 1) в сохранении оптимального для человека газового состава; 2) в охране от пылевого, химического, теплового, радиационного и других загрязнений; 3) в предотвращении разрушения озонового слоя, поглощающего губительное для организмов ультрафиолетовую радиацию.
Водная среда – это воды суши, Мирового океана, ледники, подземные воды, содержащие природно-техногенные и техногенные образования, которые влияют на состояние организмов, на здоровье человека, на его хозяйственную деятельность.
Запасы воды на Земле оцениваются в 1,4 млрд. км3. Вода в окружающей среде находится в трех агрегатных состояниях – жидком, твердом и газообразном. Вода участвует в биохимических и биофизических процессах, обеспечивающих условия жизни на Земле. Вода определяет формирование и функционирование биопочвенной среды. Вода является движущей силой таких процессов как эрозия, абразия, суффозия, карст, оползнеобразование, селеобразование. Потребность человека в воде в среднем составляет 2,5 литра в сутки. Организмы являются потребителями пресной воды. Доля пресных вод в составе гидросферы оценивается в 2,5 %, причем основная ее масса сосредоточена в ледниках.
Потребности хозяйства в воде ежегодно растут, что приводит к сокращению их запасов. В водные объекты поступает огромное количество загрязнителей, что вызывает их загрязнение и эвтрофикацию. Вода – это динамичный компонент окружающей среды. Поэтому, негативное воздействие вод может проявляться в затоплении, подтоплении, заболачивании, засолении почв, разрушении гидротехнических сооружений (водохранилищ, прудов и др.).
В условиях усиливающегося антропогенного воздействия водная среда нуждается: 1) в сокращении химического, микробиологического, теплового, радиационного загрязнения; 2) экономном и рациональном использовании запасов пресных вод; 3) устранении причин эвтрофикации.
Биопочвенная среда – это биота и почва, представляющие собой совокупность естественных и созданных людьми образований, которые испытывая техногенное воздействие оказывают влияние на здоровье человека и его хозяйственную деятельность. Почва, растения и животные объединены в одну среду из-за того, что между ними существуют очень тесные взаимосвязи, в первую очередь биогенная миграция химических элементов.
Почва и растительность выступает в качестве основного средства производства в сельском и лесном хозяйствах. Почва и биота являются наиболее ранимыми и уязвимыми компонентами биосферы.
К неблагоприятным экологическим процессам в биопочвенной среде относят: истощение (потеря плодородия) почв, развитие эрозионных процессов, засоление почв, загрязнение и засорение почв, сокращение площади лесов, распашка луговых степей, браконьерство и др. Бопочвенная среда, зараженная болезнетворными организмами (бруцеллез, туляремия, сибирская язва, столбняк и др.), представляет опасность для здоровья людей. По пищевым целям тяжелые металлы могут поступать из почвы в растения, а затем в организм животных и человека. Опасны для здоровья людей продукты генной инженерии. В последнее время в обиход вошел термин «агротеррор» – преднамеренное заражение сельскохозяйственной продукции.
Геотехноморфологическая среда – совокупность естественных и техногенных форм рельефа, а также рельефоидов (инженерных сооружений) и рельефидов (сомоходных и подвижных механических установок), испытывающих воздействия техногенных факторов и влияющих на человека и его хозяйственную деятельность.
Поверхность суши представляет собой фундамент жизнедеятельности людей – место размещения производственных объектов, инженерных сооружений, жилых зданий. Литоморфный субстрат играет средообразующую и средорегулирующую роль в окружающей среде. Так например, склоны южной и юго-восточной экспозии чаще используются в градостроительстве и земледелии, так так получают больше тепла. Межгорные котловины, способствуют застою воздуха и тем самым неблагоприятны для для размещения предприятий-загрязнителей атмосферы. Особенности рельефа оказывают влияние на строительство дорог, инженерных коммуникаций. С рельефом земной поверхности связаны такие негативные экологические процессы как водная эрозия, оползнеобразование, карст и др.
Геологическая среда – верхняя часть литосферы, находящаяся под воздействием инженерной деятельности человека. Горные породы, грунты, подземные воды, эндогенные и экзогенные процессы, являясь составной частью геологической среды, оказывают существенное влияние на человека и его деятельность. Геологической среде присущи изменчивость, неоднородность, прерывность, проявляющаяся в виде пористости, пустотности, трещиноватости, закарстованности, водопроницаемости горных пород.
Геологическая среда достаточно устойчивое образование. Однако, техногенная деятельность человека выводит геологическую среду из динамического равновесия, что приводит к изменению ее геоэкологического состояния и свойств. К основным экологическим свойствам геологической среды В. Т. Трофимов (2002) относит следующие: 1) ресурсные свойства (минерально-сырьевые ресурсы, необходимые человеку); 2) геодинамические свойства (географическая неоднородность геологических процессов, их комфортность для проживания человека).
Геофизическая среда – совокупность физических полей Земли (гравитационных, электромагнитных, электрических, сейсмических и термических полей, ионизационного и радиоактивного фона), которые испытывая воздействие техногенных сил влияют на человека и его хозяйственную деятельность.
Естественные и искусственные физические поля существенно влияют на самочувствие и здоровье людей. Так, в периоды геомагнитных бурь обостряются сердечно-сосудистые заболевания, ухудшается состояние людей страдающих гипертонией. Электромагнитное поле, создаваемое ЛЭП, оказывает неблагоприятное действие на нервную систему и процессы обмена веществ в организме человека. Высокий уровень звуковых полей приводит к потере слуха. Инфразвук вызывает резонанс в различных внутренних органах человека, болезненные ощущения в грудной клетке, ощущения страха и тревоги, чувство слабости. Инфразвук поражают нервную систему человека.
Геохимическая среда – это совокупность химических элементов в почво-грунтах, горных породах, воде, растениях, воздухе, которые испытывая воздействие техногенного фактора, влияют на человека и его хозяйственную деятельность. Необходимость рассмотрения с экологической точки зрения содержания и миграции химических элементов в биосфере привела к формированию экологической геохимии.
В настоящее время очень важно знать состояние геохимической среды, способность химических элементов мигрировать и аккамулироваться в разных средах. Геохимическая среда во многом определяет нормальное или патологическое развитие биоты и человека. При этом недостаток или избыток химических элементов негативно влияют на функционирование живых организмов. Так, например, заболевание «эндемичный зоб» у людей вызывается недостатком в питании йода. Высокое содержание фтора в питьевой воде вызывает у человека флюороз, а низкое – кариес.