Экологические принципы и их функционирование

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Экологические принципы и их функционирование

экологический проблема охрана ихтиолог

Термин «экология» стал применяться еще в XIX. Его буквальный перевод с греческого означает «изучение собственного дома». Первоначально этот термин употреблялся тогда, когда речь шла об изучении взаимосвязи между растительными и животными существами и окружающей средой. Но постепенно пришло понимание того, что и человек, и его образ мыслей, и его образ жизни, и его судьба - все это неотделимо от окружающей среды и составляет ее часть. И его взаимоотношение с природой - воздействие на природу в процессе жизнедеятельности и обратное влияние оскудевшей природы на развитие человека и общества - должно стать предметом специального изучения.

Единство планеты определяет высокую степень интеграции современных экологических исследований. Имеющая отчетливый глобальный характер, экология человека опирается сегодня на достижения практически всех отраслей современного естествознания. Она широко использует закономерности и принципы самых различных наук. Однако сегодня экология находится на начальной ступени развития и еще не достигла высоты, отличающей другие науки, т.е. стадии, которая характеризовалась бы систематизированной формулировкой точных и определенных закономерностей.

Причины этого кроются в следующем:

1. Сложность экологического материала.

2. Необъятность экологического материала.

3. Значительная неупорядоченность экологического материала.

Экология - это комплексная отрасль современного научного знания, изучающая закономерности взаимоотношения растений, животных и человека между собой и их отношение к среде обитания. Основным объектом изучения в современной экологии являются: биологические системы различных уровней - популяции, виды, биоценозы и биосфера; их организация и взаимодействие; их функционирование.

В условиях научно-технического прогресса особое значение приобретает изучение взаимодействия общества и природы, человека и биосферы. Сложившийся в ходе социально-экономического и научно-технического развития тип «обмена веществ» между обществом и природой часто не вписывается в естественную структуру биосферы. В этих условиях важно уметь определить допустимые пределы воздействия человека на природу. Экология призвана стать научной основой по использованию и охране природных ресурсов, сохранению среды в благоприятном для жизнедеятельности человека состоянии.

Анализ законов экологии.

Сведение воедино проблемы взаимопронизывающих уровней метасистем и составляет суть экологической проблемы современности. Например, четвертый закон Коммонера: ничто не дается даром. Долгое время гидроэнергия рек считалась даровым продуктом природы. Но практика использования гигантских гидроэлектростанций выявила негативный экологический механизм: отнимая кинетическую энергию у воды, человек уменьшил скорость ее течения, а это приводит к заболачиванию рек и водохранилищ и локальному изменению климата. Вмешательство в глобальный круговорот воды оказалось не бесплатным. Такие же проблемы стоят и в атомной энергетике: расплата - раковые заболевания.

1. Все связано со всем. Этот закон охватывает живую динамику сложных и разветвленных экологических цепей. Он повторяет диалектический материализм, утверждающий всеобщую связь вещей и явлений. На более конкретном уровне он является обобщением кибернетического характера.

2. Все должно куда-то деваться. Это неформальная перефразировка основного физического закона - фундаментального закона сохранения. Он ставит одну из труднейших проблем экологии - проблему ассимиляции биосферных отходов человеческой цивилизации. Ассимиляция (от лат. assimilatio - усвоение, слияние), с биологической точки зрения, - это усвоение питательных веществ живыми клетками.

3. Природа знает лучше. Это положение распадается на два относительно независимых тезиса:

а) назад к природе (отражает возросшее в последние годы желание иметь дачи, огороды);

б) призыв к осторожности в общении с природными экосистемами. Здесь используется кибернетический принцип - устойчивость некоторой системы находится в прямой зависимости от образующих ее элементов и подсистем.

4. Ничто не дается даром. Объединяет в себе три предыдущих закона.

Глобальная экосистема - это единое целое, в рамках которого ничто не может быть выиграно или потеряно и которая не может являться объектом всеобщего улучшения. Все, что было извлечено из нее человеческим трудом, должно быть возмещено. Платежа по этому векселю нельзя избежать. Он может быть только отсрочен.

Дополнительные законы экологии

Практика и теория современных экологических законов заставляет дополнить систему из четырех законов Коммонера еще двумя законами:

5. Каждый шаг должен быть под контролем.

6. Все надо предвидеть заранее.

Эти законы затрагивают две важнейшие проблемы:

рациональное природопользование;

экологический прогноз.

Проблема рационального природопользования означает возможность управления природными экосистемами. Рациональное использование природных ресурсов имеет целью:

обеспечение и дальнейшее улучшение существования человеческого общества;

максимальное использование всех необходимых природных ресурсов;

предотвращение, снижение и уничтожение возможных вредных последствий производственных процессов человеческой деятельности.

О необходимости управления большими экосистемами и биосферой в целом говорится все чаще. Основными условиями правильного использования природных ресурсов Земли являются:

изучение законов природы и ее компонентов в их взаимодействии;

определение потенциальных возможностей природной среды;

прогнозирование изменений природы под влиянием хозяйственной деятельности человека.

Принципы охраны природы

Охрана природы - это совокупность международных, государственных и локальных административных, технологических, плановых, управленческих, экономических, политических и общественных мероприятий, направленных на рациональное использование, воспроизводство и сохранение природных ресурсов Земли и космического пространства.

Основные направления охраны природы:

1. Охрана в процессе её использования. Так как человеческое общество и природа едины, процессы использования природы и ее охраны взаимосвязаны. Установление наиболее полного сбалансированного антропогенного (возникающего в результате деятельности человека) обмена есть задача, которую надо разрешить.

2. Всеобщая взаимосвязь и взаимозависимость в биосфере определяют необходимость комплексного подхода к использованию природных ресурсов. Например, река - место жизни рыб, водоплавающих птиц - это источник орошения земель, питьевой воды, накопитель биогенных веществ. Но река может быть использована и для строительства электростанций и т.д. Использование ее должно быть комплексным, множественным.

3. Необходим рациональный подход к природным ресурсам. Природохозяйственная деятельность должна быть ориентирована на особенности конкретного региона, например, рубка леса возможна в районах, где леса много и он не освоен и недопустима в густонаселенных районах, в верховьях рек.

4. Экологические исследования. Экологический подход - обязательное условие при планировании вмешательства человека в природу, в том числе и путем природоохранительных мероприятий. Взаимозависимые связи в биоценозах определяют положение: полная охрана или эксплуатация одного из членов биоценоза будет сказываться и на других его элементах, например, охрана лося, приводящая к его перенаселению, наносит ощутимый вред лесу.

Принципы защиты биосферы

В решении общей проблемы защиты биосферы большое перспективное значение имеет решение основных научно-технических проблем:

1. Разработка экономических методов обследования различных шахтных и промышленных сточных вод с целью очистки сточных вод от вредных примесей, основанных на использовании последних достижений дистилляции, электролиза, мембранной и ионообменной технологий.

2. Создание химических и физико-технических методов захоронения в изолированные, глубинные пласты Земли высокотоксичных отходов. Создание соответствующего аппаратурного герметического обеспечения.

3. Использование научных методов переработки твердых и жидких отходов и их утилизация.

4. Разработка высокоэффективных методов для улавливания окислов азота, сернистого газа, окиси углерода и других кислых и щелочных газов.

5. Дальнейшее освоение новых источников энергии - энергии ветра, солнца, геотермального тепла и т.д. - и включение их в большую энергетику.

6. Создание научных основ системы технико-экономических показателей, не допускающих внедрения в производство процессов, приносящих ущерб окружающей среде.

Все доступные данные свидетельствуют о том, что экологическая обстановка в России в конце 20 в. - самая неблагополучная на земном шаре. В период гласности по меньшей мере 200 городов России были признаны экологически опасными для здоровья населения вследствие загрязнения воздуха и вод. По программе «грязные города» около 30 городов были отобраны для очистки от загрязняющих отходов производства, но эффект оказался минимальным. Ежегодно в районе Норильска, где сосредоточены богатейшие месторождения полиметаллических руд, в окружающую среду выбрасывается 2 млн. т диоксида серы, почти 2 млн. т оксида меди, 19 млн. т закиси азота, почти 44 тыс. т свинца и огромное количество других опасных для здоровья человека веществ. Продолжительность жизни в этом районе самая низкая в России. В одной из местных больниц, по данным за шестилетний период, 90% пациентов страдали различными заболеваниями легких. Эти болезни плохо поддаются лечению в условиях слабой и устаревшей системы здравоохранения.

Завод по переработке никелевых руд в городе Никель на Кольском п-ове настолько сильно загрязняет окружающую среду, что соседняя Норвегия предложила выделить средства на замену устаревшего оборудования. В советское время было засекречено до 50 ядерных предприятий, и только в 1994 выяснилось, что многие местности заражены радиоактивными отходами. Взрывы отходов производства атомного оружия в Челябинской области (1957) и атомного реактора Чернобыльской АЭС близ Киева (1986) привели к радиоактивному заражению обширных территорий. Нередки случаи аварий на нефте- и газопроводах. Широко распространено загрязнение вод стоками промышленных и сельскохозяйственных предприятий. В 1990-х годах в России неоднократно отмечались вспышки холеры из-за плохой очистки воды. Анализ экологической ситуации в России свидетельствует о том, что кризисные тенденции, с полной отчетливостью проявившиеся в предшествующие 15 лет, не преодолены, а в отдельных аспектах даже углубляются, несмотря на принимаемые меры.

Россия, где на сохранившиеся сплошные массивы ненарушенных экосистем приходится почти 65% площади страны (11 млн. км²), имеет ключевое значение для глобальной экодинамики. Вместе с некоторыми прилегающими территориями этот массив образует крупнейший в мире Северный Евразийский центр стабилизации окружающей среды, значение которого для восстановления биосферы Земли будет все больше возрастать. Однако 15% территории России (по площади больше, чем Западная и Центральная Европа, вместе взятые), на которой сосредоточена основная часть населения и производства, находится в неудовлетворительном экологическом состоянии, экологическая безопасность здесь не гарантирована. При этом удельные показатели негативных воздействий на окружающую среду в расчете на душу населения и единицу валового внутреннего продукта в России являются одними из самых высоких в мире.

В настоящее время уровень загрязнения атмосферы в городах России очень высок. На практике для определения степени загрязнения воздуха используют два норматива: предельно допустимые, концентрации (средние) - ПДКср - для оценки усредненных за продолжительный период (от суток до года) концентраций и предельно допустимые концентрации (разовые) - ПДКраз - для оценки непосредственно измеренных разовых концентраций.

Контроль загрязнения атмосферы на территории России осуществляется в 334 городах, система наблюдений включает 1185 станций. По данным станций наблюдений, максимальные разовые концентрации таких загрязняющих веществ как пыль, оксид углерода, диоксид азота, аммиак, сероводород, сероуглерод, фенол, фтористый водород иногда многократно превышают ПДКраз. Стало типичным 10-ти кратное и 5-ти кратное превышение этой величины в подавляющем большинстве городов, особенно по диоксиду азота и пыли. При этом во многих городах воздух загрязнен сразу несколькими вредными веществами, а также фиксируется высокий уровень загрязнения воздуха бензопиреном. Более 50 млн. человек населения России испытывают воздействие различных вредных веществ, содержащихся в воздухе населенных пунктов в концентрациях 10 ПДК и выше.

В связи с загрязнением атмосферы в ряде регионов сохраняется напряженная экологическая обстановка, а в ряде городов оценивается как опасная.

Фоновое загрязнение атмосферы Фоновое техногенное загрязнение атмосферы формируется преимущественно под влиянием промышленных выбросов и условий регионального и глобального рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере.

Содержание диоксида серы в атмосфере фоновых районов Европейской части России в холодный период года в 2-8 раз выше, чем в летний. Повышение концентраций зимой обусловлено ухудшением метеорологических условий рассеяния примесей, увеличением количества промышленных выбросов, замедлением химических процессов трансформации веществ при низких температурах воздуха.

Существенную роль в фоновом загрязнении атмосферы играет пыль, удерживающая своими частицами загрязняющие вещества. Преобладающим источником пыли в фоновых районах является подстилающая поверхность. Заметный вклад в загрязнение атмосферного воздуха микроэлементами антропогенного происхождения в фоновых районах вносит свинец, сорбируемый почвами.

Сравнение значений фоновых концентраций загрязняющих веществ на территории России показывает, что наиболее высокие концентрации техногенных загрязнителей, наблюдаемые вблизи индустриальных центров России, характерны для фоновых районов центра Европы.

Выпадение кислотных соединений. Как уже отмечалось, основными кислотообразующими соединениями в атмосфере являются соединения серы и азота. Среднегодовая интенсивность выпадения соединений серы и азота на всей территории РФ фиксируется путем измерения их содержания в снежном покрове весной. Достоверность такого способа мониторинга кислотности атмосферы вызывает сомнение. Влияние выпадения кислых дождей на растения, почвы, архитектурные и другие наземные сооружения наблюдается повсеместно.

Кислотные дожди являются результатом процесса самоочищения атмосферы. Предполагаемый механизм этого процесса таков: крошечные капли воды облаков непрерывно захватывают взвешенные частицы и растворимые газообразные микро загрязнители. При движении дождевых потоков из облаков в направлении к поверхности земли из атмосферы вымываются содержащиеся в ней примеси оксидов серы и азота, которые образуют соединения - серную и азотную кислоты.

Трансграничный перенос загрязняющих веществ. Взаимные трансграничные выпадения загрязняющих веществ между соседними государствами, регионами, краями и областями рассчитываются Метеорологическим синтезирующим центром «Восток» (Москва).

Выпадение на территории РФ за счет трансграничного переноса из других стран в пределах Европейской программы мониторинга и оценки ежегодно составляет: соединений серы - до 1,5 млн. т, соединений окисленного азота - 0,5 млн. т, соединений восстановленного азота - 0,04 млн. т.

РФ вносит печальный вклад в загрязнение атмосферы за счет трансграничных переносов соединениями серы и азота в следующих странах: Казахстан, Финляндия, Норвегия, Швеция, государств Закавказья.

Три четверти нашей планеты покрыты водой, общий объем водных ресурсов земли - 1,4 млрд. кубометров. Из этого объема 92,2% соленая морская вода, 2,2% - горные и полюсные ледники. Пресная вода рек, озер и подземных водоносных горизонтов составляет всего 0,6% имеющихся на земле общих запасов воды.

На одного человека в России приходится в год 520 м³ сточных вод, из которых 370 м³ представляют собой загрязненные воды. Когда несколько десятилетий назад австралийского пигмея жившего в условиях каменного века доставили в большой город и показали ему все достижения технической цивилизации, его больше всего поразили не небоскребы, а тот факт, что, отвернув кран, можно было получить воду, причем в любом количестве. Сегодня во многих водоемах естественные условия нарушены человеком.

Источниками загрязнения признаются объекты, с которых осуществляется сброс или иное поступление в водные объекты вредных веществ, ухудшающиеся качества поверхностных вод, ограничивающих их использование, а также негативное влияние на состояние дна и береговых водных объектов.

На территории России практически все водоемы подвержены антропогенному влиянию. Качество воды в большинстве из них не отвечают нормативным требованиям. Многолетние наблюдения динамики качества поверхностных вод выявили тенденцию к росту их загрязнения. Ежегодно увеличивается число стоков с высоким уровнем загрязнения воды (более 10 ПДК) и количество случаев экстремально высокого загрязнения водных объектов (свыше 100 ПДК).

Результаты последних исследований ихтиологов превзошли худшие прогнозы. На нескольких участках Москвы-реки и Оки у 100% выловленных рыб выявили серьезные генетические аномалии, больше всего мутантов попадалось в водоемах в районе Серпухова и Воскресенска.

Пресную воду для питья, получают в основном из подземных водоносных горизонтов и из подземных водоемов (естественных рек, ручьев или искусственно созданных водоемов). В прошлом грунтовые воды были менее загрязненным источником, чем поверхностные. Однако опасна практика размещения отходов, а также добывание воды с все более глубоких водоносных горизонтов приводит к увеличению концентрации химических соединений и минеральных солей в грунтовых водах. Поскольку многие водоносные горизонты восстанавливаются очень медленно, даже однократное загрязнение может сохраниться на протяжении жизни многих поколений.

Уровень загрязнения воды определяется присутствием органических отходов. Источником таких загрязнении могут быть фабрики и заводы, сельские хозяйства и города. В состав этих отходов входят главным образом углерод, водород, кислород и азот. Окисление указанных элементов обуславливает многие не благоприятные ситуации, создавшиеся в загрязненных реках и озерах.

Грунтовые воды подвергаются опасности загрязнения токсичными веществами в местах сброса и захоронения промышленных и городских отходов. Опасные отходы подразделяются на: 1) токсичные вещества; 2) воспламеняющиеся отходы (создающие потенциальную опасность пожара); 3) отходы, вызывающие коррозию; 4) химически активные вещества. Люди сбрасывают в реки и озера нефтепродукты, полуфабрикаты и другую грязь не всегда, задумываясь о том, что потом эту воду им надо пить. Российская Федерация в целом богата ресурсами пресной воды: на одного жителя приходится 28,5 тыс. куб. м в год, но ее распределение по территории крайне неравномерное. К настоящему времени уменьшение годового стока крупных рек России под влиянием хозяйственной деятельности в среднем составляет от 10% (р. Волга) до 40% (р. Дон, Кубань, Терек). Продолжается процесс интенсивной деградации малых рек России: деградация русел и заиление. Суммарный объем забора воды из природных водных объектов составил 117 куб. км, в том числе 101,7 куб. км пресной воды; потери равны 9,1 куб. км, использовано в хозяйстве 95,4 куб. км, в том числе:

- на промышленные нужды - 52,7 куб. км;

- на орошение -16,8 куб. км;

- на хоз. питьевые -14,7 куб. км;

- нас/х водоснабжение - 4,1 куб. км;

- на прочие нужды - 7,1 куб. км.

В целом по России суммарный объем забора свежей воды из водоисточников составляет около 3%, однако по ряду бассейнов рек, в т.ч. Кубани, Дона, величина водозабора достигает 50% и более, что превышает экологически допустимый отбор.

В коммунальном хозяйстве водопотребление составляет в среднем 32 л в сутки на одного человека и превышает нормативное на 15-20%. Высокое значение удельного водопотребления обусловлено наличием больших потерь воды, составляющих в некоторых городах до 40% (коррозия и износ водопроводных сетей, утечка). Остро стоит вопрос о качестве питьевой воды: четвертая часть водопроводов коммунального хозяйства и треть ведомственных подает воду без достаточной очистки.

Последнее пятилетие отмечено многоводностью, что привело к сокращению на 22% воды на орошение. Сброс сточных вод в поверхностные водные объекты в 1998 году составил 73,2 куб. км, в том числе загрязненных сточных вод - 28 куб. км, нормативно-чистых вод (без необходимости очистки) - 42,3 куб. м.

Большие объемы сточных (коллекторно-дренажных) вод в сельском хозяйстве сбрасываются в водные объекты с орошаемых земель - 7,7 куб. км. До настоящего времени эти воды условно относятся к категории нормативно-чистых. Фактически же основная часть их загрязнена ядохимикатами, пестицидами, остатками минеральных удобрений.

Качество воды водоемов и водотоков оценивается по физическим, химическим и гидробиологическим показателям. Последние определяют класс качества воды и степень их загрязненности: очень чистые - 1 класс, чистые - 2 класс, умеренно-загрязненные - 3 класс, загрязненные - 4 класс, грязные - 5 класс, очень грязные - 6 класс. По гидробиологическим показателям практически нет вод первых двух классов чистоты. Морские воды внутренних и окраинных морей России испытывают интенсивную антропогенную нагрузку, как в самих акваториях, так и в результате хозяйственной деятельности на водосборных бассейнах. Основными источниками загрязнения морских вод являются речной сток, сточные воды предприятий и городов, водный транспорт.

Наибольшее количество сточных вод с территории России поступает в акваторию Каспийского моря - около 28 куб. км сток, в т.ч. 11 куб. км загрязненных, Азовского - около 14 куб. км сток, в т.ч. 4 куб. км загрязненных.

Для морских берегов характерно развитие абразионных процессов, более 60% береговой линии испытывает разрушение, размыв и подтопление, что является дополнительным источником загрязнения морской среды

Почва - это рыхлый поверхностный слой суши, способной производить урожай растений в процессе земледелия. Это уникальный и пока единственный способ консервации солнечной энергии, которая по пищевым цепям доводится человека и животных в виде продуктов растительного животного происхождения.

Значение почвы как природного тела состоит в обеспечении существования жизни на Земле: почв следствие жизни и одновременно условие ее существования, регулирует химический состав воздуха, воды, принимая влагу осадков, формируя баланс пресной воды, адсорбируя растворенные и другие примеси.

Распределение живых организмов, в том числе людей, на суше Земли связано с особенностями почвы и климата. Почва аккумулирует органические вещества, удерживая половину органической массы суши (гумуса - основы особого свойства почвы - плодородия).

Почва образовалась в результате большого геологического и малого биологического круговоротов веществ. В.В. Докуч и другие ученые определили почву как естественноисторическое тело со своими внутрипочвенными взаимосвязями, закономерностями и условиями развития, как открытую саморегулирующую систему, результат совокупности взаимодействия шести факторов почвообразования - климата, почвообразующих пород, рельефа местности, живых организмов, геологического возраста территории и деятельности человека.

Почти во все времена своего существования человек своими действиями нарушал и продолжает нарушать условия самосохранения и самовосстановления почвы, процессы ее саморегуляции. Одной из причин деградации почвы является чрезмерная ее эксплуатация вследствие дефицита суши Земли и почв для возделывания и земледелия. Из общей площади суши (14 млрд. га) пригодны для сельскохозяйственной обработки лишь 7 млрд. га. В настоящее время обрабатывается всего 1,3 млрд. га, что и способствует их ускоренной деградации: за последние 100-150 лет потери пашни составили 2 млрд. га. Они восполнялись за счет вырубки лесов, кустарников, освоения целинных земель, при этом создавая условия для наступления пустынь.

Земельный фонд РФ составляет 1,707 млрд. га, в том числе находящихся в пользовании сельскохозяйственных предприятий и граждан, занимающихся сельхозпроизводством, - 643,6 млн. га, в несельскохозяйственном - около 100 млн. га. Под лесами находится до 1007 млн. га. Площади сельхозугодий - 222,1 млн. га, ежегодно возделываемой пашни - 132,1 млн. га.

Размещено на Allbest.ru