Основы экологии

Можно выделить ряд признаков превращения биосферы в ноосферу:

1. Рост разработки ПИ. Геохимическая деят-ть чел-ка становится более масштабной, в геологическом круговороте возрастает звено денудации.

2. Массовое сжигание нефти, газа, камен. угля. Усиление парник. эффекта и глобальное потепление климата.

3. Рассеивание энергии, в отличие от её накопления в биосфере до появления чел-ка. Следствие - энергетическое загрязнение биосферы.

4. Появление новых вещ-в, ранее отсутствовавших в биосфере (чистые металлы, пластмассы и др.), т.е. хим. загрязнение.

5. Опасность загрязнения отходами ядерной энергетики.

13. Принципы, законы, закономерности и правила ПП и охраны ОС (по Реймерсу)

Принцип Реди: живое происходит только от живого, между живым и неживым вещ-вом существует непроходимая граница, хотя и имеется постоянное вз/действие.

Структура и функционирование экосистем

Принцип экологической комплементарности (дополнительности): никакая функциональная часть экосистемы (экол.компонент, элемент и т.п.) не может существовать без других функционально дополняющих частей.

Принцип эколог-ого соответствия: функционально дополняя друг друга, живые составляющие экосистемы вырабатывают для этого соответствующие приспособления, скоординированные с условиями абиотической среды, в значительной мере преобразуемой теми же организмами.

Принцип (закон) формирования экосистемы, или связи биотоп-биоценоз: длительнгое существование организмов возможно лишь в рамках экологических систем, где их компоненты и элементы дополняют друг друга и соответственно приспособлены друг к другу. Это обеспечивает воспроиз-во среды обитания каждого вида и относительно неизменное существование всех экол-их компонентов.

Закон однонапрвленности потока энергии: энергия, получаемая сообществом (экосистемой) и усваиваемая продуцентами, рассеивается или вместе с их биомассой передается консументам первого, второго и т.д. порядков, а затем редуцентами с падением потока на каждом трофич.уровне в рез-те процессов, сопровождающих дыхание. Однонаправленность потока энергии формирует в экосистемах относительно замкнутый круговорот вещ-в.

Закон внутреннего динамического равновесия: вещ-во, энергия, информация и динамические качества отдельных природных систем (в т.ч. экосистем) и их иерархии вз/связаны настолько, что любое изменение одного из этих показателей вызывает сопутствующие функционально-структурные количественные и качественные перемены, сохраняющие общую сумму вещественно-энергетических, информационных и динамических качеств систем, шде эти изменения происходят, или в их иерархии.

1. принцип цепных реакций (любое изменение среды приводит к цепным реакциям).

2. пр-п снежного кома (изменение компонентов системы происходят нелинейно,т.е. слабое воздействие или изменения одного из показателей может вызвать сильные отклонения в других и во всей системе в целом).

3. пр-п бумеранга (производимые в крупных экосистемах изменения относительно необратимы).

4. пр-пы: все или ничего (слабое воздействие может и не вызвать у природ. системы ответных реакций, пока нако

пившись не приведут к развитию бурного динамического процесса).

Закон экол-ой корреляции: в экосистеме, как и в любом другом целостном природно-системном образовании с участием живого, все входящие в нее виды живого и абиотические экол-ие компоненты функционально соответствуют друг другу (выпадение одного элемента из системы,например, исчезновение вида, неминуемо ведет к исключению всех тесно связанных с этим элементов системы других ее частей и функциональному изменению целого в рамках внутр.динам.равновесия. При этом выпадение элемента может привести и к включению нового блока).

Правило оптимальной компонентой дополнительности: никакая система не может самостоятельно существовать при искусственно созданном значительном и перманентном избытке или недостатке одного из экол-их компонентов. «Нормой» экол.компонента следует считать ту, которая обеспечивает экол.равновесие опред.типа, позволяющее функционировать именно этой экосистеме, которая эволюционно сложилась.

Принцип экол-ой (рабочей) надежности: эффективность экосистемы, ее способность к самовосстановлению и саморегуляции (в пределах естеств.колебаний) зависит от ее положения в иерархии природных образований, степени вз/действия ее компонентов и элементов, а также от частных приспособлений организмов (размеры, продолжительность жизни, скорость смены поколений и т.д.), составляющих биоту экосистемы.

Принцип катастрофического толчка:природная или природно-антропогенная катастрофа всегда приводит к существенным эволюционным перестройкам, которые относительно прогрессивны для биосферы,т.к. адаптируют ее системы к новым условиям среды.

Законы системы человек - природа

Правило исторического роста продукции за счет сукцессионого омоложения экосистем: человечество с таким «усердием» пользуются землей, что агросистемы теряют свойство стабильности и устойчивости, то же происходит с домашними животными и культурными растениями. Это привело к сукцессионному омоложению экосистем. Но на этом закончился рост биологической продуктивности. Дальнейшее увеличение вложения антропоген. энергии в земледелии ведет к разрушению природ.структур.

Закон бумеранга (чел-к явл-ся неотъемлемым звеном в природ.системе и его любое действие вернется к нему - ничто не дается даром).

Закон незаменимости биосферы.

Закон обратимости биосферы Дансеро: биосфера стремится к восстановлению экол-ого равновесия тем сильнее, чем больше давление на нее: это стремление продолжается до достижения экосистемами климаксовых фаз развития.

Закон необратимости вз/действия человек - биосфера: возобновимые природ.ресурсы делаются невозобновимыми в случае глубокого изменения среды, значительной переэксплуатации, доходящей до поголовного уничтожения или крайнего истощения, а потому превышения возможностей их восстановления.

Закон эволюционно-экологической необратимости. Экосистема, потерявшая часть своих элементов или сменившаяся другой в результате дисбаланса компонентов, не может вернуться к первоначальному своему состоянию, если в ходе изменений произошли эволюционные перемены в экологических элементах. Важность закона: т.к. вернуть экосистему в прежнее состояние невозможно, к ней необходимо подходить как к новому индивидуальному природному образованию, на которое неправомерно переносить выясненные ранее закономерности. (пр: реаклиматизация видов нередко производится (через много лет) фактически в обновленную экосистему и функционально соответствует обычной акклиматизации вида, а не возвращению его в прежние ценозы.

Правило меры преобразования природных систем: в ходе эксплуатации природ.систем нельзя переходить некоторые пределы, позволяющие этим системам сохранять свойства самоподдержания.

Принцип естественности (старого автомобиля): кологическая, социальная, экономическая эффективность технических устройств, обеспечивающих «жесткое» управление природ. системами и процессами со временем неуклонно снижается, а экономические расходы на их поддержание возрастают.

Правило демографического (технико-слциально-экономического) насыщения: насыщение происходит до тех пор, пока это выдерживает система.

Правило социально-экологического равновесия: общество развивается до тех пор и постольку, поскольку сохраняется равновесие между давлением на среду и восстановлением этой среды.

Правило ускорения исторического развития: чем стремительнее под воздействием антропоген. причин изменяется реда обитания чел-ка и условия ведения им хоз-ва, тем скорее по принципу обратной связи происходит перемена в социально-экологических свойствах чел-ка, экономическом и техническом развитии общества (знак процесса м.б. и «+», и «-»).

Законы природопользования

Закон равнозначности всех условий жизни. Все природные условия среды, необходимые для жизни, играют равнозначную роль. Закон нередко игнорируется при планировании природопользования. Напр., при применении тяжелых с/хоз. машин не учитывалось их воздействие на структуру почвы, гидрологический режим.

Закон развития природной системы за счет окружающей её среды. Любая природная система может развиваться только за счет использования материально-энергетических и информационных возможностей окружающей её среды.

Закон ограниченности (исчерпаемости) прир.ресурсов: все прир.ресурсы (и естетственные условия) Земли конечны (напр.: условия среды могут стать непригодными для жизни чел-ка). Т.к. планета представляет собой ограниченное целое, то на ней не могут существовать бесконечные части (изменения сверх допустимого предела по правилу 1% чревато серьезными последствиями).

Закон соответствия между развитием производительных сил и природно-ресурсным потенциалом общественного прогресса: развитие производительных сил происходит постепенно до момента резкого истощения природно-ресурсного потенциала, который характеризуется как экологический кризис. Он решается через революционное изменение (техническая, промышленная революция)

Правило основного обмена: вещ-во и энергия в первую очередь расходуется на самоподдержание системы (а что останется - в произ-во).

Закон увеличения наукоемкости общественного развития.

Правило интегрального ресурса: конкурирующие в сфере использования конкретных природных систем отрасли хоз-ва неминуемо наносят ущерб друг другу тем сильнее, чем значительнее они изменяют совместно эксплуатируемый экол.компонент или всю экосистему в целом.

Закон падения природно-ресурсного потенциала: в рамках одной общественно-экономической формации, способа произ-ва и одного типа технологий природ.ресурсы делаются все менее доступными и требуют увеличения затрат труда и энергии на их извлечение, транспортировку, а также воспроиз-во.

Закон убывающей отдачи: повышение удельного вложения энергии в агросистему не дает адекватного пропорционального увеличения ее продуктивности.

Правило (неизбежных) цепных реакций «жесткого» управления природой: «жесткое», как правило, техническое управление прир.процессами чревата цепными природ. реакциями, значительная часть которых оказывается экологически, социально и экономически неприемлемыми в длительном интервале времени.

Правило «мягкого» управления природой: «мягкое» управление прир.процессами, системное направление их в необходимое русло с учетом законов природы в конечном итоге эффективнее грубых техногенных вмешательств.

Закон совокупного действия природных факторов: величина урожая зависит не от отдельного, пусть даже лимитирующего фактора, но от всей совокупности экологических факторов одновременно.

Закон максимума: в данном географическом месте при существующих природных условиях экосистема может произвести биомассу и иметь биологическую продуктивность не выше, чем это свойственно самым продуктивным ее элементам в их идеальном сочетании.

Закон убывающего (естетственного) плодородия: каждое последующее прибавление какого-либо полезного для организма фактора дает меньший эффект, чем результат, полученный от предшествующей дозы того же фактора, уже бывшего в достаточном (для организма) количестве.

Закон снижения природоемкости готовой продукции: удельное содержание природного вещ-ва в усредненной единице общественного продукта исторически неуклонно снижается (замена природных материалов синтетическими).

Принципы охраны среды жизни

Закон шагреневой кожи: глобальный исходный природно-ресурсный потенциал в ходе историч.развития непрерывно истощается, что требует от челов-ва научно-технич.совершенствования, направленного на более широкое и глубокое использование этого потенциала.

Закон неустранимости отходов и/или побочных воздействий произ-ва: в любом хоз.цикле образующиеся отходы и возникающие побочные эффекты неустранимы, они могут быть лишь переведены из одной физико-химич.формы в другую и перемещены в пространстве. Иллюстрация из окр.мира: накопленеи биогенных геологич.пород; вся стратисфера планеты пронизана «отходами» биотич.процессов. Если бы была реальная возможность избавиться от отходов, это было бы нарушением законов сохранения массы и энергии.

Закон постоянства кол-ва отходов в технолог.цепях: суммарное кол-во отходов в виде вещ-ва, энергии и побоч.эффектов фактически постоянно: в производ.циклах меняется лишь место их возникновения, время образования и физико-химическая или биологическая форма.

Правило «экологичное - экономично»: чем рачительнее подход к природ.ресурсам и среде обитания, тем меньше вложений необходимо для успешного развития.

«Железные законы» охраны природы П.Р.Эрлиха:

1. В охране природы возможны только успешная оборона или отступление. Наступление невозможно: вид или экосистема, однажда уничтоженные, не могут быть восстановлены.

2. Продолжающийся рост народонаселения и охрана природы принципиально противоречат друг другу.

3. Экономическая система, охваченная манией роста, и охрана природы т.ж. принципиально противостоят друг другу.

4. Не только для других организмов, но и для челов-ва смертельно опасно представление о том, что при выработке решений об использовании Земли надо принимать во внимание одни лишь ближайшие цели и немедленное благо Homo sapiens.

5. Аргументы об эстетич.ценности различных форм жизни, о том интересе, который они представляют сами по себе, или призывы к сочувствию по отношению к нашим, быть может, единственным живым спутникам в космосе в основном попадают в уши глухих. Охрана природы должна считаться вопросом благосостояния и в более далекой перспективе - выживания человека.

Принцип уникальности: не повторяющееся и неповторимое заслуживает особой охраны.

Принцип разумной достаточности и допустимого риска: расширение любых действий чел-ка не должно приводить к социально-экономическим катастрофам, подрывающим саму возможность существования людей.

Принцип неполноты информации (неопределенности): информация при проведении акций по преобразованию и вообще любому изменению природы всегда недостаточна для априорного суждения о всех возможных рез-татх таких действий, в особенности в далекой перспективе, когда разовьются все природные цепные реакции.

Принцип инстинктивного отрицания - признания: факты и закономерности, в глубине подсознания концептаульно отрицаемые составителем машинной программы, не осознанно исключаются им из модели, а фактам, признаваемым верными, инстунктивно придается больший вес, чем они имеют в реальности.

Принцип обманчивого благополучия, или эйфории первых успехов: излишняя поспешность суждений об успехе мероприятия в ПП недопустима - объективная оценка м.б. дана только после выяснения хода и рез-тов цепных реакций в пределах естетств.природного цикла и лишь после возникновения нового уровня эколог.баланса.

Принцип удаленности события: явления, удаленные во времени и в простанстве, психологичекси кажутся менее существенными (потомки что-нибудь придумают).

Правило экономико-экологического восприятия Дж. Стайкоса:

1. экон.развитие при отсутствии экол-их ограничений,

2. возникновение экол. ограничений,

3. доминанта охраны среды с экол-ими и технологическими ограничениями,

4. все ради выживания.

«Законы» (афоризмы) Б.Коммонера

1. Все связано со всем.

2. Все должно куда-то деваться (проблему отходов).

3. Природа знает лучше.

4. Ни что не дается даром.

Аксиома эмерджентности: целое больше суммы его частей. Целому присущи свойства не характерные для его частей. (эффект толпы; H2О).

Правило 1%. Изменение энергетики природ. системы в пределах 1% и более выводят систему из равновесного состояния, затем нарушает её.

Правило 10%. Закон пирамиды энергии. Переход энергии в трофич. цепях с одного уровня на другой не превышает 10%.

14. Теоретические основы адаптативного управления. Управление биосферой и ее подсистемами, роль мониторинга и прогнозирования. Незапланированные эффекты управления. Биосферная этика и этические критерии экологического менеджмента

Управление биосферой - это комплекс воздействий на всех уровнях её организации от популяционно-видового и биоценотического до собственно биосферного. Объектами воздействия м.б. популяции и виды, биоценозы и их подсистемы, экосистема, биомы, биосфера в целом. Способность человека воздействовать на биосферу в основном разрушительна и опасна для самого человека. Экологическая инженерия - новая отрасль деят-ти чел-ка, направленная на улучшение среды обитания, воссоздание экосистем прошлого и ликвидацию последствий экологических катастроф. Человек создает на Земле свою техносферу, но в ней можно видеть нарождающуюся ноосферу, под которой понимается сфера разума. Проблема глобального потепления позволила понять механизм регуляции глобального климата, оценить роль парниковых газов. Человек уже может оказывать климатообразующие воздействия с продуманными программами развития. Разрабатывать технологии для управления круговоротом СО2 (способ удобрения микроэлементами вод океана для усиленного роста фитопланктона и связывания им СО2). Лесные экосистемы связывают СО2, поэтому разрабатываются гос. программы для увеличения и восстановления площадей лесов (особенно за рубежом).

Разрабатываются основы биоремедиации - обезвреживание среды от физико-химических загрязнений с помощью биосистем: изучаются ресурсы бактериальной флоры (микробы овец и коз способны разрушать тринитротолуол, выделены бактерии, разрушающие нафталин и антрацен); выявляют высшие растения, очищающие почвы от токсикантов и избытка солей. Развивается мониторинг за явлениями, которые могут стать причинами экол. катастроф. Мониторинг за биоиндикаторами (клетки, организмы, популяции, сообщества) служит оценкой состояния окр. среды и ее динамики.

Незапланированные эффекты управления:

1. Рост разработки полезных ископаемых. Геохимическая деятельность чел-ка становится более масштабной; в геологическом круговороте возрастает звено денудации.

2. Массовое сжигание нефти, газа, каменного угля. Усиление парникового эффекта и глобальное потепление климата.

3. Рассеивание энергии, в отличие от её накопления в биосфере до появления человека. Следствие - энергетическое загрязнение биосферы.

4. Появление новых вещ-в, ранее отсутствовавших в биосфере (чистые металлы, пластмассы и др.), т.е. химическое загрязнение.

5. Опасность загрязнения отходами ядерной энергетики.

Человечество сможет прийти в ноосферное будущее на основе научного прогресса, облагороженного биосферной этикой. Согласно биосферной этике - человек есть часть биосферы, и благополучие человечества зависят от её целостности. В последние годы в нашей стране и за рубежом разрабатывается свод основных экологических положений и принципов, которые должны соблюдаться на всех уровнях жизни человека - от индивидуальной, до общечеловеческой. Положение «биосферная этика» разработал российский ученый Шипунов (1990 г).

1. Прежде всего, не должно делать много или мало, выбрасывать в биосферу отравляющие вещ-ва, которых никогда не существовало в ОС. Потому, что всякое из этих вещ-в, взаимодействуя с природой, порождает десятки и сотни других, парагенетических вещ-в, многие из которых становятся более ядовитыми, чем исходные. Следует производить естественные вещ-ва и материалы, которые обычны в биосфере и разлагаются микроорганизмами, т.е. естественным путем.

2. Не должно повышать радиацион. уровень биосферы, выбрасывая в нее искусственные радиоактивные изотопы.

3. Не должно добавлять в среду новые электромагнит. поля, т.к. они не исчезают и сказываются на каждом живом существе.

4. Не следует растрачивать энергию биосферы, потому что в ней нет ни одной калории лишней энергии, которая м.б. использована даром и без последствий.

5. Нельзя уничтожать и разрушать виды минералов, растений и животных, потому что они не только продукт физико-хим-ого и биологич. равновесия,но и носители этого равновесия, определяющие организованность биосферы.

6. Не следует уничтожать и разрушать любые подразделения биосферы - луга, леса, болота, реки, озера, где сложным образом взаимодействуют разные виды живой и неживой природы.

7. Не должно создавать организованность биосферы техническими средствами, т.к. это отказ от более совершенной природы в пользу менее совершенной, перевод биосферы на более низкую качественную ступень - т.е. уважение ко всему живому, к природе, к биосфере, к космосу.

Экологический менеджмент - комплексная, разносторонняя деятельность, направленная на эффективную реализацию экологических проектов и программ.

15. Прир. ресурсы. Понятие и клас-ция прир. ресурсов. Природно- ресурсный потенциал тер-рий. Учет прир. ресурсов; осн. виды кадастров. Экон-кие и экол-кие аспекты в оценке прир. ресурсов

Природ. ресурсы - элементы природы (объекты, явления) необходимые чел-ку для его жизнеобеспечения и вовлекаемые им в материальное произ-во.

Природ. условия - элементы природы (объекты, явления), влияющие на жизнь и деят-сть чел-ка, но не вовлеченные в материальное произ-во. По мере развития науки и техники природ. условия становятся природ. ресурсами.

Классификация:

по принципу исчерпаемости и возобновимости: исчерпаемые ПР - это ресурсы, кол-во которых и абсолютно, и относительно. Они делятся на возобновимые и невозновимые. Невозобновимые ПР абсолютно не восстанавливаются (камен.уголь, нефть и большинство др.ПИ) или восстанавливаются значительно медленнее, чем идет их использование (торфяники, многие осад.породы). Охрана этих ПР сводится к рациональному использованию или поиску заменителей.

Возобновимые ПР - по мере использования постоянно восстанавливаются (живот.мир, растительность, почва). При нарушении определ.условий нарушается или прекращается процесс восстановления.

Неисчерпаемые ПР - ресурсы, кол-во которых не ограничено, но не абсолютно, а относительно наших потребностей и сроков существования (водные, климатические, космические). Но если их кол-во не ограничено, то их кач-во может ограничить возможность их использования чел-ком (кол-во воды не ограничено, но ограничено кол-во питьевой воды).

По принципу заменимости:

заменимые - можно заменить другими сейчас или в будущем (все ПИ, энергоресурсы),

незаменимые - нельзя заменить (а/сф. воздух, вода, генетический фонд живых организмов).

Ресурсы по сфере их использования:

- производственные (с/х, промышленные, транспорта);

- непроизводственной сферы - прямого потребления (непосредственно используются населением),

- косвенного использования - рекреационные, эстетические, научные и т.д.

По принципу используемости в настоящее время:

- реальные - используются в настоящее время в производственной деят-ти,

- потенциальные - не используются вообще или в недостаточной степени (энергия Солнца, приливов, ветра и т.д.). Граница между ними условна. В истории очевидно превращение потенциальных ресурсов в реальные (вода как термоядерное сырье).

Далее делятся соответственно со структурой компонентов природы:

- водные - поверхностные и подземные воды,

- поверхностные - по типа водоемов,

- подземные - по горизонтам подземной гидросферы, по минерализации, температуре и т.д.

Все виды ресурсов связаны между собой обратными и прямыми связями. Если наращивается использование какого-то одного ресурса, то истощается другие (закон внутреннего динамического равновесия - возникновение цепной реакции).

Часто используется понятие природно-ресурсный потенциал (ПРП). ПРП - часть прир. ресурсов, которая м.б. вовлечена в хоз. деят-сть при данных технических и социал.- эконом. возможностях общества с условием сохранения среды жизни человечества. В более узком экономическом понимании - доступная при данных технологиях и соц-эконом. отношениях совокупность прир. ресурсов.

Учет ПР- экономические, экологические и др. показатели прир. ресурсов. Обобщаются в виде кадастров.

Кадастр - систематезированный свод сведений, количественно и качественно, харак-ющих определенный вид прир.ресурсов или явлений, в ряде случаем с их социально-экономической оценкой. Кадастры составляют органы Минприроды России для комплексного учета прир. ресурсов на тер-риях республик, краев и областей, рационального их использования, для дифференциации платы за ресурсы и т.д. Различают земельный, водный, лесной, кадастр недр, животного мира, промысловый и др.

Земельный гос.кадастр (ГКЗ) - это систематизированный свод документированных сведений, полученных в результате проведения государ-ого кадастр. учета земельных участков, о местоположении, целевом назначении и правовом положении земель РФ и сведений о территориальных зонах и наличии расположенных на земельных участках и прочно связанные с этими земельными участками объектов.

Образует основу системы кадаст. учета ресурсов. Важнейшая функция - обеспечение права собственности, реализация гос. политики в отношении землепользования и налогообложения, определение размеров и сбор налогов и платежей с конкретных собственников. Разновидностью явл-ся городской кадастр, выполняющий те же основные функции.

Принципы ведения ГЗК.

Деятельность по ведению ГЗК осуществляется в соответствии со следующими принципами:

1. единство системы и технологии ведения ГЗК на всей территории РФ;

2. непрерывность внесения в ГЗК изменяющихся характеристик зем. участков;

3. открытость сведений ГЗК;

4. сопоставимость и совместимость сведений ГЗК со сведениями, содержащимися в других государственных и иных кадастрах, реестрах, информационных ресурсах.

Водный - систематизированный свод данных о водных объектах, вод. ресурсах, режиме, кач-ве и использовании вод, а т.ж. о водопользователях.

Включает 3 раздела: 1. поверх. воды; 2. подзем. воды; 3. использование воды. Источником сведений для составления и пополнения вод. кадастра служит сеть наблюдательных гидрологич. постов и режимных станций. Полученные данные обрабатываются с помощью автоматизированной информационной системы и доводятся до потребителя.

Лесной - свод данных о лесах, степени их вовлечения в эксплуатацию, качественном составе, запасах древесины, ежегодного прироста и т.д. Оценивают эколого-экономическое значение лесов, решают вопросы охраны лес. ресурсов, др. вопросы (выбор лесосырьевых баз и др.).

Кадастры ПИ- включают сведения о месторождениях и проявлении минеральных ресурсов. ПИ называются природные минеральные вещества (химич. соединения) в зем. коре, которые при существующем уровне развития производительных сил пригодны для промышленного использования.

Минеральные скопления становятся месторождениями только при условии экономической целесообразности их промышленного использования. В законодательстве РФ о недрах все работы по геологич. изучению недр подлежат контролю и систематизации. Составляется госуд. кадастр, где приводится классификация и характеристика всех месторождений. В зависимости от степени разведанности запасы принято делить на 4 категории: А, В, С₁, С₂.

А - вкл-ет запасы, которые детально изучены, разведаны, они могут служить основанием для проектирования предприятий добывающей промыш-ти.

В - содержат геологически обоснованные, относительно разведенные и частично оконтуренные горными выработками и буров. скважинами, предварительно опробованные запасы ПИ. Эти запасы могут быть приняты в технико-экономическом обосновании при проектировании, строит-ве заводов и предприятий, которые используют это минерал. сырье. Запасы д. б. разведаны с детальностью, которая исключает возможность существенного изменения представлений о месторождении.

С₁ - вкл-ет запасы, в которых технологич. свойства минер. сырья, горно-геологич. условия эксплуатации месторождения выявлены только в общих чертах. Для оценки запасов не требуется оконтуривание безрудных и рудных участков. Достаточно определить их количественное соотношение в общем контуре месторождения. Запасы опр-ся на стадии предварительной разведки и использования для перспективного планирования промыш-ти.

С₂ -относительные запасы, сведения о которых формируются на основе единичных проб и образцов общих геологических, геофизич. исследований. Эти запасы можно использовать для перспективного планирования геолого-разведоч. работ. Кроме запасов категорий А, В, С₁, С₂, оценка которых основана на данных геологич. разведки, выделяют еще прогнозируемые запасы. Они не оконтуриваются, даются на основе общих геологич. представлений. Прогнозируемые запасы служат для оценки потенциальных возможностей рудных месторождений. Оценка ведется в цифровом исчислении.

Вся масса ПИ, заключенная в месторождениях по степени их возможного вовлечения в разработку делятся на:

- геологические,

- балансовые,

- забалансовые,

- промышленные запасы.

Другие виды кадастров - климатические, почвенные, флористические, фаунистические, эколого-экономические и др. - находятся в стадии проработки.

В последнее время, в связи с обострением экол. ситуации возникла необходимость учета размещения отходов по составу и степени токсичности, а т.ж. регистрация загрязнителей ОС. Объектом регистрации служат все опасные и потенциально опасные вещ-ва независимо от их происхождения, как производимые на тер-рии России, так и ввозимые из-за рубежа.

Оценка ПР.

Экон. оценка - это определение их общественной полезности, дается в денежных единицах. В узком смысле - это определение в денежном выражении народнохозяйственного эффекта от использования прир. ресурсов. В эколого-экономическом смысле экон-кая оценка включает учет ограничений использования данных прир. ресурсов на другие, сопряженные с ним ресурсы и на здоровье чел-ка.

Внеэкономическая - вкл-ет определение экологической, культурной, гигиенической и др. ценности прир. ресурса или объекта (истор. памятники, уникальные ландшафты) в денежных единицах не выражается, но м.б. условно исчислена, как сумма, которую общество пожертвует для сохранения данного прир. ресурса.

В оценке выделяются 4 компонента: субъект (кто оценивает), объект оценки, характер оценки, основание оценки. Вопрос о ценности прир. ресурсов возникает исходя из требований субъектов (река хороша для гидроэнергетического строительства, но неудачная для судоходства; климат благоприятный для хлопководства, но не благоприятный для картофелеводства).

16. Состав а/сф. воздуха и его трансформация под воздействием загрязнения. Осн. направления снижения загрязнения. Организация охраны

А/сфера -- весьма подвижный и изменчивый элемент прир. среды, находящийся в непрерывном вз/действии и обмене с другими ее частями -- гидросферой и литосферой.

Большая часть ее массы (порядка 60-70%) сосредоточена в приземном слое толщиной 10-18 км (тропосфере). Он входит составной частью в биосферу и играет важную роль в технологиях природопользования как источник одного из основных компонентов первичного сырья (воздуха). Более высокие слои атмосферы (стратосфера, мезосфера, термосфера, экзосфера), непосредственного участия в процессах, связанных с обеспечением производственной деятельности человека, не принимают. Атмосферный воздух, кроме жизнеобеспечивающей функции, выполняет сложную защитную экологическую функцию, предохраняя Землю от холода, потока солнечного излучения, в атмосфере идут глобальные метеорологические процессы, формируется климат и погода, задерживается масса метеоритов. Атмосфера обладает способностью к самоочищению. Оно происходит при вымывании аэрозолей осадками, турбулентном перемешивании приземного слоя воздуха, отложении загрязненных в-в на поверхности Земли. Но при антропогенном загрязнении эти ф-ции снижаются.

Атмосфера всегда содержит определенное количество примесей, поступающих от естественных и антропогенных источников.

Чистый сухой воздух содержит: 78% азота, 21% кислорода, 0.9% аргона, 0.033% СО2, 0.01% - неон, гелий, криптон, ксенон, аммиак, водород, оксиды азота, метан, хлор и т.д. Изменяется содержание водяных паров (0.01-4%) и твердых частиц (аэрозолей).

Более устойчивые зоны повышенных концентраций загрязнений возникают в местах активной жизнедеятельности человека. Антропогенные загрязнения отличаются многообразием видов и многочисленностью источников. Если в начале 20 в. промышленности использовали 19 химических элементов, то в середине его -- уже 50, а с 70-х годов -- практически все элементы таблицы Д.И.Менделеева. Это привело к качественно новому этапу -- загрязнению атмосферы соединениями, весьма редко встречающимися или не существующими в природе, в частности аэрозолями тяжелых, редких и радиоактивных металлов, синтетическими, канцерогенными, бактериологическими и другими веществами.

К примесям, выделяемым естественными источниками, относят аэрозоли (растительные, вулканические, космические, эрозии почв, морских солей, туманы), газы лесных и степных пожаров, вулканические, продукты жизнедеятельности и распада растительного, животного, микробиологического происхождения и т.д.

Естественные источники загрязнения бывают либо распределенными (выпадение космической пыли), либо кратковременными стихийными типа лесных и степных пожаров, извержений вулканов и т.п. Уровень загрязнения атмосферы естественными источниками является фоновым и мало изменяется со временем. Организмы, как правило, успевают адаптироваться к естественным изменениям загрязнения окружающей среды.

Основные антропогенные загрязнения атмосферы создает сфера материального производства. Доля ее ведущих отраслей в загрязнениях на территории России распределяется следующим образом, %: транспортные средства -- 40; теплоэнергетика -- 25* промышленность и предприятия строительных материалов -- 35.

К самым распространенным веществам -- загрязнителям атмосферы относятся оксид углерода, диоксид серы (29%), оксиды азота (8%) и аэрозоли. Среди других техногенных загрязнителей следует отметить триоксид серы, сероводород и сероуглерод, аммиак, галогенсодержащие газы (в том числе фтористый и хлористый водород), ряд углеводородов, например бензол, толуол, бенз(а)пирен -- всего более 500 соединений, и их количество продолжает увеличиваться.

Анализ вклада не канцерогенных и канцерогенных веществ в загрязнение воздуха показал, что, вопреки ожиданиям, определяющим является воздействие загрязнителей первой группы. Оно обусловливает до 90% смертей, вызванных ухудшением состояния атмосферы. Вклад канцерогенов (бензол, ПВХ, бенз(а)пирен, кадмий, никель и др.) в развитие злокачественных новообразований составляет только 1-3% и не превышает 10% в общей смертности, определяемой загрязнением воздуха.

Для защиты атмосферы используют:

- экологизация технических процессов;

- очистка газовых выбросов от вредных примесей;

- устройство санитарно-защитных зон, архитектурно-планировочные решения.

Экологизация технических процессов - создание замкнутых технологических циклов, повторное использование отходящих газов (частичная рециркуляция); непрерывность технологических процессов; замена местных котельных установок на централизованное тепло; предварительное очищение топлива и сырья от вредных примесей; замена угля и мазута на природный газ; создание экологически «чистых» видов транспорта. Но нынешний уровень развития экологизации технологических процессов недостаточен для полного предотвращения выбросов токсических в-в в атмосферу. Поэтому на предприятиях повсеместно используют различные методы очистки отходящих газов от аэрозолей и токсических примесей. Наиболее надежным средством защиты от этого вреда являются способы и аппаратура пыле- и газоулавливания. Так, их использование в США позволило в период с 1990 по 1997 г. снизить выбросы основных загрязнителей воздушного бассейна на 31 %. За тот же период рост ВВП составил 114%, народонаселения -- 31, общего километража автомобилей ~ 127 %, что свидетельствует о возможности совмещения экономического роста государства с политикой чистой окружающей среды.

Частицы пыли представлены, как правило, аэрозолями или близкими к ним по размерам системами с твердой и жидкой дисперсной фазой (дымами, пылями, туманами). В технической литературе обычно не делают различий между дымами и пылями, применяя к процессам очистки газов от взвешенных в них твердых частиц общий термин «пылеулавливание».

Наличие в промышленных газах взвешенных частиц является результатом механических (дробление, измельчение, перемешивание, погрузочно-разгрузочные операции) и химических процессов. Пыли, образующиеся при конденсации паров, называют возгонами. В большинстве случаев взвеси, появившиеся в механических процессах, состоят из частиц размером 5 мкм и более, а пыли химических процессов представлены частицами диаметром менее 1 мкм.

Борьба с аэрозольными загрязнителями начинается еще до того, как они выбрасываются из технологического агрегата. В этом плане стремятся провести ряд мероприятий по сокращению самого пылевыделения, снизить число и мощность его источников.

Наиболее эффективным способом устранения или резкого снижения пылеобразования является применение малопылящего оборудования. Например, при прочих равных условиях используют дробилки, порода в которых разрушается раздавливанием и раскалыванием (щековые, конусные), а не ударом и истиранием (роторные, молотковые, истиратели). При выборе грохотов учитывают, что вибрационные конструкции энергично встряхивают материал и потому сильно пылят, а валковые пылят меньше, чем барабанные, и т.д.

В погрузочно-транспортных операциях необходимо стремиться к сокращению точек перегрузок, уменьшению их высоты и скорости движения материала, к использованию малопылящих разгрузочно-погрузочных устройств (спиральных спускных желобов, редукторных, а не трансмиссионных, передач и т.п.)..

Для очистки выбросов от аэрозолей (пыль, зола, сажа) применяют различные типы устройств в зависимости от степени запыленности воздуха, размеров твердых частиц и требуемого уровня очистки.

Пылеосадительные устройства

К пылеосадительным устройствам относят аппараты, в которых улавливание твердых частиц происходит под влиянием силы тяжести, т.е. пылеосадительные камеры и инерционные пылеуловители. Степень очистки в камерах в зависимости от дисперсности пыли достигает 40-90%.

Во многих случаях пылевые камеры, устанавливаемые за технологическими агрегатами, например металлургическими, из которых выходят газы с температурой свыше 600°С, заменяют котлами-утилизаторами.

Принцип работы циклонов - оседание частиц под действием центробежных сил и сил тяжести. Пыле-газовый поток вводится в циклон через патрубок, совершает вращательно-поступательные движения вдоль корпуса; частицы пыли отбрасываются к стенкам циклона и падают вниз в бункер, откуда периодически удаляются. Для повышения эффективности работы применяют групповые (батарейные) циклоны. Применяют для грубой механической предварительной очистки частиц размером более 10 мМ.

Мокрые пылеулавливатели (скрубберы (насадочные, тарельчатые), газопромыватели, гидроциклоны). Требуют подачи воды и работают по принципу осаждения частиц пыли на поверхность капель под действием сил энергии и броуновского движения. Наибольшее практическое применение получили скрубберы Вентури, которые обеспечивают 99% очистки от частиц размером более 2 мкм, и как все мокрые пылеулавливатели, незаменимы при очистке от пыли взрывоопасных и горячих газов. Основная часть аппарата - труба распылитель. З Г в трубу и орошается жидкостью, его скорость 100-150 м/с, под высоким давлением, происходит полное увлажнение газа. Применяют для очистки твердых и газообразных в-в. Орошение 0.5-1.5 л/м2.

Фильтры (тканевые, зернистые) способны задерживать мелкодисперсные частицы пыли до 0.05 мкм. Особенно эффективные рукавные фильтры с тканями из синтетических волокон повышенной термостойкости (250-300 С) типа «сульфон-Т», фильтровальные металлические ткани (до 800 С), а т.ж. фильтры из тканей типа ФПП и ФПА, дающие высокую степень очистки.

Электрофильтры - наиболее совершенный способ очистки газов от взвешенных в них частиц пыли размером до 0.01 мкм при высокой эффективности очистки газов (99-99.5%). Принцип работы всех типов электрофильтров основан на ионизации пыле-газового потока у поверхности коронирующих электродов. Приобретая «-« заряд, пылинки движутся к осадительному электроду, имеющему «+» знак. При встряхивании электродов осажденные частички пыли под действием силы тяжести падают вниз в сборник пыли. Электроды требуют большого расхода электроэнергии - это основной недостаток.

Наиболее эффективны комбинированные методы очистки от пыли. Напр., отличный результат дает очистка агломерационных газов в батарейных циклонах с последующей доочисткой в скрубберах Вентури, а т.ж. в электрофильтрах.

Способы очистки выбросов от токсичных газо- и парообразных примесей (NO, NO2, SO2) подразделяют на 3 основные группы: 1. поглощение примесей путем применения католического превращения; 2. промывка выбросов растворителями примеси (абсорбционный метод); 3. поглощение газообразных примесей твердыми телами с ультромикропористой структурой (адсорбционный метод). 1. С помощью каталитического метода токсичные компоненты пром выбросов превращают в в-ва безвредные или менее вредные путем введения в систему катализаторов. Широко применяют палладийсодержащие и ванадиевые катализаторы. С их помощью происходит каталитическое досжигание оксида углерода до диоксида и диоксида серы до оксида. Возможно т.ж. восстановление NO аммиаком до элементарного азота. Одна из разновидностей этого метода - дожигание вредных примесей с помощью газовых гарелок (факельное сжигание), широко используется на нефтеперерабатывающих заводах.

Абсорбционный метод - поглощение вредных газообразных примесей жидким поглотителем (абсорбентом). В качестве абсорбента используют воду, р-ры щелочей (соды), аммиака и др. Газообразные цианистые соединения абсорбируют 5% р-м железного купороса. Устройство, в котором осуществляется процесс абсорбции, наз абсорбером.

Адсорбционный метод позволяет извлекать вредные компоненты с помощью адсорбентов - твердых тел с ультрамикропористой структурой (активированный уголь, глинозем, силикагель, цеолиты, сланцевая зола и др). Напр., на АЭС применяют метод очистки технологических газов путем сорбции радиактивных продуктов на угольных фильтрах- адсорбентах, которые позволяют надежно предотвратить загрязнение атмосферы при всех режимах работы АЭС.

Санитарно-защитная зона - это полоса, отделяющая источники промышленного загрязнения от жилых и общественных зданий для защиты населения от влияния вредных факторов производств. Ширину устанавливают в зависимости от класса производства, степени вредности и количества выделенных в атмосферу в-в и принемают равной от 50 до 1000 м. Сан-защитная зона должна быть благоустроена озеленена газоустойчивыми породами деревьев и кустарников (акация белая, тополь, ель, вяз).

Архитектурно-планировочные мероприятия включают правильное размещение источников выбросов и населенных мест с учетом направления ветров, выбор ровного возвышенного места, сооружение дорог в обход населенных мест и т.д.

Организация охраны атмосферы - базируется на экономических и административных методах управления. Все выбросы должны допускаться на основании разрешения, которое устанавливается для каждого источника и предприятия - ПДВ. Определяется расчетным путем, с использованием методики ОНД-86, перерассматривается 1 раз в 5 лет. За ПДВ принимается выброс (по каждому в-ву) который с учетом характеристик источника, фонового уровня загрязнения, климата на приведет к повышению ПДК в 95% случаев.

17. Зависимость загрязнения а/сферы от природных и техноген. факторов. Критерии оценки кач-ва воздуха. Влияние загрязнения а/сф. воздуха на здоровье населения и методы его изучения. Состояние а/сф. воздуха в Удмуртии

Воздух представляет собой смесь газов, составляющих а/сферу. В составе воздуха имеются постоянные составные части а/сферы, а также в переменных кол-вах - различные примеси природ. происхождения и загрязнения, обусловленные деят-тью чел-ка. Атмосф.воздух является физической смесью, а не хим.соединением составляющих его газов, в связи с чем при практически постоянном процентном содержании составляющих частей воздуха на разных высотах в рез-те изменения плотности а/сферы меняются их конц-ции и парциальное давление.

Среди постоянных частей воздуха основное значение имеет кислород, необходимый для дыхания всех живых существ, за исключением немногих анаэробных микроорганизмов. О₂ составляет в пересчете на сухой воздух 20,9% по его объему и 23% по массе. Окисление питательных вещ-в в клетках живых организмов явл-ся ист-ком жизненной энергии. Образуя нестабильные соед-ния с гемоглобином в крови и ферментами,О₂ поступает из а/сферы в живые ткани. В природе постоянно осущ-ся процессы потребления и восстановления О₂. Потребление происходит за счет дыхания человека и животных, процессов горения и окисления. Важнейшим процессом восстановления нормального содержания О₂ явл-ся фотосинтез (окислительно-восстанов. процесс).

Преобладающей составной частью воздуха явл-ся азот, с которым связано происхождение жизни на Земле (входит в состав белков и азотистых соед-ний). В природе непрерывно идет процесс кругооборота N, в рез-те которого N а/сферы превращается в органич. соед-ния за счет биологической фиксации, вновь восстанавливается при распаде орган.вещ-в и снова связывается живыми существами. N принадлежит к инерт. газам, он играет роль разбавителя О₂.

Углекислый газ (или двуокись углерода) явл-ся ист-ком углерода органич. вещ-в. Углекис. газ поступает в а/сферу при осущ-нии процессов дыхания, брожения, гниения и окисления органич. вещ-в при их распаде, сгорании горючих ископаемых. А/сфера содержит примерно 2,3 ·10¹² т углекис. газа, из которых не менее 1·10⁴⁰ т ежегодно выделяется чел-ком. Потребление СО₂ происходит в рез-те ассимиляции его растениями в процессе фотосинтеза. Мощным регулятором содержания углекис. газа в а/сфере является океан.

Из других постоянных газов воздуха с гигиенической точки зрения представляет интерес озон. Озон явл-ся промежуточным продуктом фотохимических реакций, в связи с чем обнаружения его в воздухе современных городов явл-ся показателем загрязнения продуктами подобных реакций.

Большинство вещ-в, загрязняющих а/сферу, содержится в ней в небольших (фоновых) конц-циях и при отсутствии техногенных воздействий. Загрязнение, т.е. превышение фон. конц-ций, приводящее к негативным последствиям, может происходить как от естественных, так и от техногенных источников.

Естест. загрязнения представлены пылью (растительная, вулканическая, космическая, продукты эрозии почвы, частицы морской соли), дымами и газами от лесных пожаров, вулканич. газами, выделениями летучих органич. соед-ний от растительности, продуктами разложения и др. Несмотря на то, что по общему объему выбросов для многих вред. вещ-в естест. ист-ки часто в 5 -10 раз превышают антропогенные, их вклад в создание опасных ситуаций по загрязнению воздуха не является определяющим. Это связано в 1-ую очередь с более равномерным распределением загрязняющих веществ естественного происхождения по тер-рии и во времени.

Антропоген. ист-ки загрязнений отличаются многообразием и многочисленностью. Если в начале XX века в промыш-ти применялось около 20 хим. элементов, в 1950-е годы более 50 эл-тов, то в 1970-е годы и позже - практически все эл-ты таблицы Менделеева. Другой отличительной чертой явл-ся неравномерность выбросов вред. вещ-в по времени - для многих производств характерен эпизодический и залповый режим выделений.

Среди осн. ист-ков загрязнения в России особенно выделяются предприятия теплоэнергетики (доля в общем загрязнении 30%), черной и цвет. металлургии, хим. промыш-ти, нефтехимии -(30%), транспорт (40%). При этом в крупных городах доля транспорта достигает 60 - 70% [1]. При сжигании органического топлива (мазут, бензин, диз. топливо, керосин, природ. газ, уголь, сланцы и др.) на предприятиях энергетики, в котельных, при отоплении выделяются многообразные ЗВ:

Оксид...углерода....СО, в результате окисления углерода; при высокой t горения СO окисляется до С0₂ и переходит в относительно безопасную для чел-ка форму;

углеводороды газообразные СН, образуются при горении в условиях недостатка кислорода для более полного окисления;

Диоксид.серы. S0₂ выделяется в рез-те окисления серы и серосодержащих соединений в горючем материале (особенно это относится к сернистой нефти, мазуту, дизельному топливу);

Оксид и диоксид азота NO и NO₂ - это продукты окисления а/сферного азота; условия их образования зависит от температуры горения топлива: чем она выше, тем больше образуется окислов азота;

сажа - углерод в твердой фазе, образуется при неполном сгорании углеводородов, ее выделение также зависит от зольности топлива. Иногда в составе сажи выделяют долю, которая сорбирует особо опасные вред. вещ-ва (например, пятиокись ванадия V₂O₅);

Особое место среди глав. ист-ков загрязнения а/сф. воздуха занимает транспорт: 89,2% выбросов от транспорта приходится на автомобильный, 6,6% - на железнодорожный, 1,1% - на воздушный, 0,7% - на морской, 0,6% - на внутренний водный и 1,8% - на дорожные машины. Отработавшие газы двигателей внутр. сгорания содержат более 250 компонентов; период их существования длится от нескольких минут до нескольких лет.