Экологические основы природопользования

В истории нашей планеты (со дня ее формирования и до настоящего времени) непрерывно происходили и происходят грандиозные процессы планетарного масштаба, преобразующие лик Земли. С появлением могущественного фактора - человеческого разума - начался качественно новый этап в эволюции органического мира. Благодаря глобальному характеру взаимодействия человека с окружающей средой он становится крупнейшей геологической силой. Производственная деятельность человека оказывает влияние не только на направление эволюции биосферы, но определяет и собственную биологическую эволюцию. Специфика среды обитания человека заключается в сложнейшем переплетении социальных и природных факторов. На заре человеческой истории природные факторы играли решающую роль в эволюции человека. На современного человека воздействие природных факторов в значительной степени нейтрализуется социальными факторами. В новых природных и производственных условиях человек в настоящее время нередко испытывает влияние весьма необычных, а иногда чрезмерных и жестких факторов среды, к которым эволюционно он еще не готов. Человек, как и другие виды живых организмов, способен адаптироваться, то есть приспосабливаться к условиям окружающей среды. Адаптацию человека к новым природным и производственным условиям можно охарактеризовать как совокупность социально-биологических свойств и особенностей, необходимых для устойчивого существования организма в конкретной экологической среде.

Жизнь каждого человека можно рассматривать как постоянную адаптацию, но наши способности к этому имеют определенные границы. Также и способность восстанавливать свои физические и душевные силы для человека не бесконечна. В настоящее время значительная часть болезней человека связаны с ухудшением экологической обстановки в нашей среде обитания: загрязнениями атмосферы, воды и почвы, недоброкачественными продуктами питания, возрастанием шума. Приспосабливаясь к неблагоприятным экологическим условиям, организм человека испытывает состояние напряжение, утомления. Напряжение - мобилизация всех механизмов, обеспечивающих определенную деятельность организма человека. В зависимости от величины нагрузки, степени подготовки организма, его функционально-структурных и энергетических ресурсов снижается возможность функционирования организма на заданном уровне, то есть наступает утомление. При утомлении здорового человека может происходить перераспределение возможных резервных функций организма, и после отдыха вновь появятся силы. Люди способны переносить самые суровые природные условия в течение относительного продолжительного времени. Однако человек, не привыкший к этим условиям, попадающий в них впервые, оказывается в значительно меньшей степени приспособленным к жизни в незнакомой среде, чем ее постоянные обитатели. Способность адаптироваться к новым условиям у разных людей не одинакова. Так, у многих людей при дальних авиаперелетах с быстрым пересечением нескольких часовых поясов, а также при сменной работе возникают такие неблагоприятные симптомы, как нарушение сна, падает работоспособность. Другие же адаптируются быстро. Среди людей можно выделить два крайних адаптивных типа человека. Первый из них - спринтер, характеризующийся высокой устойчивостью к воздействию кратковременных экстремальных факторов и плохой переносимостью длительных нагрузок. Обратный тип - стайер. Интересно, что в северных регионах страны среди населения преобладают люди типа “стайер”, что явилось, по-видимому, результатом длительных процессов формирования популяции, адаптированной к местным условиям. Изучение адаптивных возможностей человека и разработка соответствующих рекомендаций имеет в настоящее время важное практической значение.

Тема показалась мне очень интересной, поскольку проблема экологии очень меня волнует, и хочется верить, что наше потомство не будет так подвержено негативным факторам окружающей среды, как в настоящее время. Однако, мы до сих пор не осознаем важности и глобальности той проблемы, которая стоит перед человечеством относительно защиты экологии. Во всем мире люди стремятся к максимальному уменьшению загрязнения окружающей среды, также и Российской Федерации принят, к примеру, уголовный кодекс, одна из глав которого посвящена установлению наказания за экологические преступления. Но, конечно, не все пути к преодолению данной проблемы решены и нам стоит самостоятельно заботиться об окружающей среде и поддерживать тот природный баланс, в котором человек способен нормально существовать.

3. Пищевые ресурсы человечества

Пищевые ресурсы - основа жизни для человека. Человек успешно умеет создавать и увеличивать для себя запасы пищи. История человечества - поиск все новых и новых пищевых ресурсов. Сотни тысяч лет первобытные люди собирали доступную им пищу, охотились на доступную добычу. Примерно так добывают себе пропитания всеядные животные, например, медведи. Но, в отличие от них, люди научились добывать пищу, воссоздавать пищевые ресурсы, пользуясь простейшими орудиями. Так 10 тысяч лет назад на Ближнем Востоке возникло сельское хозяйство. Жители тех мест научились выращивать съедобные растения, содержать полезных для себя животных.

Производство пищи принципиальное экологическое отличие человека от всех биологических видов, главное проявление его социальных особенностей. Уже несколько тысячелетий люди совершенствуют производство продовольствия, увеличивая его количество и улучшая качество. В результате возрастает выживаемость, растет численность человечества. Возможности увеличения пищевых ресурсов не беспредельны. Даже сейчас при высоком уровне производство продовольствия отдельных странах почти 10% мирового населения страдают от голода (особенно в Африке) и столько же от неполноценной пищи (например, при нехватке животного белка).

Нехватка пищевых ресурсов всегда была и остается важным фактором, влияющим на выживание населения в любых странах и регионах. Непрерывный рост пищевых ресурсов существенно снижает смертность и тем самым способствует росту численности населения Земли.

В данной контрольной работе будет подробно рассмотрена проблема пищевых ресурсов, как необходимого компонента в жизнедеятельности человечества.

На Земном шаре существует более 80 тысяч съедобных растений. Но человек использует в пищу только 30 культур. Четыре из них - пшеница, рис, кукуруза и картофель дают нам больше продовольствий, чем остальные культуры вместе взятые. К другим основным продуктам относятся рыба, мясо, молоко, яйца, сыры. К другим не менее ценным пищевым ресурсам относятся животные, играющие прямую косвенную роль в жизни человека. Прямое положительное значение имеет виды животных, дающие мясо, шерсть, кожу, пух, перо и т.п. Косвенное значение таких животных заключается в том, что они могут способствовать увеличению продуктивности растительных пищевых ресурсов. Например, без насекомых опылителей не могли бы существовать очень многие представители масличных, зерновых, бахчевых, садовых, ягодных растений.

Обеспечение продовольствием имеет большое значение в удовлетворении населения земли продовольственными продуктами высокого качества, обеспечивающими питание, сбалансированное по калорийности и диетологическим нормам. Наблюдающееся в последнее время увеличение прироста населения позволяет считать вполне достоверным увеличение численности населения планеты к 2010 г. до 8,1 млр. человек. Следовательно, планомерное наращивание производства продуктов питания становится неотложной задачей.

Первоочередной задачей считается улучшение продовольственного снабжения населения. Необходимо более чем удвоить темпы роста сельскохозяйственного производства, обеспечить значительную прибавку мяса, молока, овощей и плодов. Предстоит поднять эффективность использования производственного потенциала в агропромышленном комплексе, сконцентрировав силы на важнейших участках, обеспечивающих их наибольшую отдачу, в первую очередь на повышении плодородия земли и внедрении интенсивных технологий. Крупным источником пополнения продовольственного фонда является сокращение потерь сельскохозяйственной продукции при транспортировке, хранении и переработке, которые могут составлять от 20 до 30% исходной продукции. В аграрном секторе предстоит перейти на экономические факторы хозяйствования.

Особое место принадлежит увеличению производства зерна для пищевых и фуражных целей. Его следует увеличить, по крайней мере, в полтора раза, чтобы обеспечить по крайней мере внутренние потребности каждой страны. Почвенно-климатические условия планеты и осуществляемые мероприятия по интенсификации земледелия позволяют считать выполнение этой задачи вполне реальным.

По пути интенсификации земледелия идут многие государства, в особенности страны СЭВ. За 1999-- 2003 гг. валовая продукция сельского хозяйства Болгарии увеличилась на 21%, а средняя урожайность зерновых достигла 40 ц/га. Высокими темпами развивается сельское хозяйство Венгрии, Германии. По производству зерна, мяса, фруктов на душу населения США занимает ведущее место в мире.

Эти страны достигли высокого уровня самообеспечения продовольствием, поставляя часть продуктов питания на экспорт, в том числе в промышленно развитые и развивающиеся страны (Европа, Ближний и Средний Восток).

Одновременно решается вторая часть проблемы: обеспечить сбалансированность рациона питания по отдельным компонентам. В рационе питания постепенно возрастает доля мяса и мясопродуктов, овощей и фруктов при некотором снижении доли хлеба и картофеля. Так, за двадцать лет (1980--2000 гг.) количество потребляемого в год на душу населения хлеба сократилось: в Болгарии на 30 кг, СНГ -- на 25, Великобритании на --19, США -- на 18, Германии -- на 6 кг, хотя еще не полностью решена задача снабжения населения крупами, а в некоторых странах и мясом.

Европейские страны -- отличаются высоким душевым потреблением мясомолочной продукции, рыбы и рыбопродуктов, сахара и овощей при постоянном снижении доли картофеля. Из приведенных данных следует, что за истекшие двадцать лет (1980--2000 гг.) существенно изменилась структура потребления населением продуктов питания в восточно-европейских странах: увеличилось потребление таких ценных продуктов питания, как мясо, молоко, рыба, яйцо, сахар, овощи, заметно снизилось потребление картофеля. Долговременные программы этих стран направлены не на увеличение поголовья скота, а на повышение его продуктивности как основного источника получения полноценного белка.

Европейские страны быстро наращивают темпы роста сельскохозяйственной продукции. В 1999 г. в СНГ валовая продукция сельского хозяйства превысила уровень 1995 г. на 5,6% Болгарии - на 6,8, Кубы -- на 5,3, КНР -- на 9,9%.

Продовольственное положение в современном мире в начале ХХI века отличается большой сложностью. Если европейские страны планомерно наращивали производство продовольствия, достигнув серьезных успехов, то в восточном мире продовольственный кризис, связанный, прежде всего с нехваткой продовольствия в развивающихся странах, углублялся социальным расслоением сельского населения и концентрацией земельных угодий в руках средних и крупных землевладельцев.

Несмотря на некоторое увеличение поставок сельскохозяйственной техники в развивающиеся страны, разрыв в обеспеченности современными орудиями труда между развитыми странами и развивающимися чрезвычайно велик: на долю первых в 1993 г. приходилось 86% действующих тракторов и 94% уборочных машин. В результате по насыщенности сельскохозяйственной техникой каждых 100 га обрабатываемой земли, развивающиеся страны в 1983 г. уступали промышленно развитым странам в 12 раз.

В особенно тяжелом положении оказывается ряд развивающихся стран Африки и Юго-Восточной Азии, где в течение двух последних десятилетий производство продуктов питания растет очень медленно, отставая от темпов роста населения. Сельское хозяйство развивающихся стран, в условиях дефицита сельскохозяйственной техники и удобрений, очень сильно зависит от погоды. Годы 1990 и 1994 были урожайными для стран Юго-Восточной Азии, в результате чего по данным ФАО валовое производство сельскохозяйственной продукции здесь увеличилось по сравнению с 1986 г. на 6,5%, в том числе в Индии на 10,2%, Пакистане -- на 8,6, Южной Корее -- на 8,4%. Однако кризисная ситуация сложилась на Африканском континенте вследствие ряда катастрофических засух 1995--1996 гг., особенно сильных в странах, расположенных в районе Сахеля.

Обеспечение продовольствием населения развивающихся стран составляет одну из наиболее острых проблем современного мира, обусловленных рядом социально-экономических причин, в том числе низким уровнем развития производительных сил, неравноправной торговлей с развитыми странами, деятельностью транснациональных корпораций н другими факторами. Уровень питания более 400 млн. человек населения развивающихся стран ниже критического: питание не отвечает нормальным физиологическим потребностям организма при минимальной активности человека. Фактическое количество голодающих оценивается величиной в 2 раза большей. Темпы роста продовольствия (в среднем 0,2% в год) не соответствуют темпам роста населения (в среднем 2,5% в год), что отодвигает проблему ликвидации голода в развивающихся странах на многие десятилетия. Развитые страны в 7 раз превосходят развивающиеся страны по приросту продовольствия па душу населения. Это объясняется не только быстрыми темпами роста населения в развивающихся странах. Причина здесь гораздо глубже, она заключается в том, что наращивание производства продовольствия в этих странах невозможно без крупных социально-экономических преобразований.

Можно отметить, что в целом в начале 90-х годов по обеспеченности на душу населения основными продуктами питания промышленно развитые страны мира опережали развивающиеся страны соответственно по зерновым в 3,1 раза, по мясной продукции -- в 6,8. Показательно, что с течением времени разрыв между государствами в обеспечении основными продуктами питания не сокращается, а увеличивается.

Интенсификация земледелия в современном мире идет по нескольким направлениям. К главному из них следует отнести разработку новых методов агротехники и внедрение для них противоэрозионной системы почвообрабатывающих орудий. К. наиболее перспективной в будущем относится так называемая «обработка почвы по заказу» (с учетом конкретных почвенно-климатических условий, биологических особенностей растений и методов их возделывания).

Одним из способов интенсификации современного земледелия является применение химических удобрении и средств защиты растений. Однако процесс их внедрения проходит в разных странах дифференцированно. Земледелие Нидерландов, Ирландии, Японии основано на высоких дозах внесения минеральных удобрений (азот, фосфор, калий) до 500--800 кг, тогда как в США, Швеции, Канаде наметилась тенденция к снижению использования высоких доз минеральных удобрений для повышения урожаев. Накопленный опыт показывает, что массированное применение удобрений может подавить деятельность почвенных бактерий и привести к потере части урожая.

В развитых странах производство продуктов питания наращивалось в условиях активного спроса на мировом рынке, чему способствовало внедрение новой агротехники и других приемов интенсивного земледелия. В целом за десятилетие (1984--1994 гг.) в этой группе стран урожайность зерновых культур возросла на 11,6%. Особенно значительный рост урожайности зерновых культур (на 19%) был отмечен в европейских странах, где в 1998 г. был собран рекордный урожай зерновых.

Аграрный протекционизм в США и политика нормирования фермерского производства в странах Европейского экономического сообщества не отвечают решению продовольственной проблемы в мире. Парадоксом продовольственного положения в мире является накопление больших запасов продовольствия в развитых странах, особенно в США. Одновременно возросла нехватка продовольствия в развивающихся странах. В США при избытке продовольствия более 35 млн. американцев недоедают, а финансовая задолженность Фермеров США оценивалась на 1994 г. в 200 млрд. дол. Внедрение в сельское хозяйство тяжелых энергонасыщенных тракторов не снизило себестоимости сельскохозяйственной продукции.

В целом, в мире основной тенденцией развития современного животноводства за последние годы являлся рост его продуктивности и производства основных видов продукции при некотором сокращении поголовья крупного рогатого скота. Интенсификация производства позволила развитым странам, располагающим примерно 30% поголовья крупного рогатого скота, производить почти 2/3 животноводческой продукции (мясо, молоко). Быстро росло и производство молочной продукции, в особенности в странах Западной Европы и в Японии.

Возможности интенсивного земледелия и животноводства для решения продовольственной проблемы весьма велики, а пищевые ресурсы планеты в состоянии обеспечить растущее население Земли в настоящем и будущем. Однако решение продовольственной проблемы и рационального использования пищевых ресурсов остается по-прежнему актуальным.

Главное богатство Мирового океана - это его пищевые ресурсы (рыба, зоо - и фитопланктон). Океан всегда кормил людей, с незапамятных времен человек ловил рыбу и ракообразных, собирал водоросли, моллюсков. О том, как вели промысел рыбаки в древности, рассказывают нам наскальные изображения, рисунки, литературные источники. Теперь с развитием всевозможных технических приспособлений, добыча пищевых морских ресурсов набирает обороты. Так, в холодных водах Северной Атлантики ведется непрерывный лов сельди, одной из самых питательных рыб. Треска - второй по важности объект промышленного рыболовства в северной Европе. Южнее - наиболее важное значение имеют рыбы: макрель (родственная тунцу), морской язык и камбала. Это только несколько рыб из того множества морских животных, который ловит человек.

Биомасса океана насчитывает 150 тысяч видов животных и 10 тысяч водорослей, а ее общий объем оценивается в 35 миллиардов тонн, чего вполне может хватить, чтобы прокормить 30 миллиардов человек. Вылавливая ежегодно 85-90 миллионов тонн рыбы, на нее приходится 85% от используемой морской продукции, моллюсков, водорослей, человечество обеспечивает около 20% своих потребностей в белках животного происхождения. Живой мир океана - это огромные пищевые ресурсы, которые могут быть неистощимыми при правильном и бережном его использовании. человек экология техногенный пищевой ресурс

Нерациональное ведение промысла и, в частности, перелов рыбы, т.е. вылов большего количества ее, чем воспроизводится. Кроме лова промышленного, здесь важную роль играет браконьерство, т. е. отлов рыбы способами, в местах и сроки, запрещенные правилами рыболовства.

Особенно опасно отравление, загрязнение, изменение кислородного и кормового режима океана как следствие спуска в них промышленных и бытовых загрязненных сточных вод, бонификации и т. п. Подвержены этому, если не считать радиоактивной загрязненности, преимущественно все моря.

Гидротехническое строительство, недостаточно учитывает интересы рыбного хозяйства. Оно вызывает изменение режима стока рек, половодий и паводков, распределения биогенных веществ, солености и уровня внутренних морей, преграждает путь к местам нереста проходным рыбам и нередко уничтожает самые нерестилища.

Первый фактор -- пример прямого, непосредственного воздействия деятельности человека на численность рыб, два другие -- пример косвенного воздействия, так как вследствие хозяйственной деятельности изменяются условия среды обитания рыб, что может изменить их численность в большей даже степени, чем отлов.

Любого из трех названных факторов достаточно, чтобы нарушить рыбный промысел, а в ряде случаев они действуют одновременно.

Два первых фактора приводят к уменьшению или полному прекращению добычи рыбы, а третий может быть и весьма положительным с точки зрения рыбного хозяйства.

Максимальный вылов рыбы не должен превышать 150-180 миллионов тонн в год. Превзойти этот предел очень опасно, т.к. произойдут неисполнимые потери. Многие сорта рыб, китов, ластоногих вследствие неумеренной охоты почти исчезли из океанских вод, и неизвестно, восстановиться когда-нибудь их поголовья. Но население Земли растет бурными темпами, все больше нуждается в морской продукции. Существует несколько путей поднятия ее продуктивности. Первый - изымать из океана не только рыбу, но и зоопланктон, часть которого - антарктический криль - уже пошла в пищу. Можно без всякого ущерба для океана вылавливать его в гораздо больших количествах, чем вся добываемая в настоящее время рыба. Второй путь - использование пищевых ресурсов открытого океана. Биологическая продуктивность океана особенно велика в области подъема глубинных вод. Один из таких апвелингов, расположенный у побережья Перу, дает 15% мировой добычи рыбы, хотя площадь его составляет не более двухсотых % от всей поверхности Мирового Океана. Наконец, третий путь - культурное разведение живых организмов, в основном в прибрежных зонах. Все эти три способа успешно опробованы во многих странах мира, но локально, поэтому продолжается губительный по своим объемам вылов рыбы.

Огромные возможности для увеличения пищевых ресурсов открывает развитие марикультуры - искусственного разведения морских рыб, моллюсков, ракообразных и иглокожих. Многие виды морских организмов имеют значение не только как продукты питания. Их органы и ткани содержат ценные биологически активные вещества, необходимые для медицины. Пищевые качества водорослей определяются содержанием в них многих необходимых для сохранения здоровья человека микроэлементов и витаминов.

Воспроизводство морских пищевых ресурсов возникло в результате уменьшения численности морских промысловых организмов. Нарушение экологического равновесия произошло от чрезмерного потребления пищевых ресурсов. Поэтому появилась необходимость искусственно выращивания рыб, беспозвоночных, водорослей. В Японии, Франции и Испании издавна культивируют устриц, мидий, гребешков и др. Хозяйство марикультуры позволяет во многом решить проблемы питания, стоящие перед человеком. Рыбоводная ферма, площадью около 20 км может дать за год рыбной продукции, больше, чем сейчас ежегодно добывается во всем Северное море.

Все большее развитие получает Российская марикультура на Дальнем Востоке, особенно в Приморье. Первая плантация по культивированию водорослей ламинарий создана в бухте Валентин, Японского моря. В заливах Посьета и Петра Великого созданы хозяйства по выращиванию морского гребешка, устриц, мидий, трепанга. На Сахалине и Курильских островах свыше 40 лет занимаются воспроизводством лососевых рыб.

Искусственное разведение морских рыб, водорослей и беспозвоночных в прибрежных водах океана - очень выгодное и перспективное дело. Достаточно использовать всего один процент площади мирового континентального шельфа для разведения устриц, чтобы урожая такой плантации хватало для покрытий всех пищевых потребностей человечества в животном белке на 25-30 лет вперед.

Уже сейчас продовольственная проблема на нашей планете сильно беспокоит ученых. Некоторые народы уже почувствовали эту проблему в полную силу. И если в таком же высоком темпе, как сейчас будет расти численность населения, а с ней и потребности в продовольствии, то наступит продовольственный кризис на планете. Пищевых ресурсов недостаточно, чтобы прокормить такое количество населения. Ученые посчитали, что на Земле могут жить, не испытывая голода и не принося вреда природе, только 5 миллиардов человек. Тогда как нас уже сейчас более шести. Трудно представить, что будет дальше, если человечество не найдет конструктивного решения проблемы, пищевой кризис - реальная перспектива. То, что сегодня миллионы людей голодают, вовсе не является результатом оскудения пищевых ресурсов либо демографического взрыва на Земле. Достаточно сказать, что только растительных ресурсов океана, при условии их использования в качестве пищевых и кормовых культур хватит на то, чтобы прокормить более 100 млрд. человек. Но мы должны отдавать себе отчет в том, что пищевые ресурсы используются нерационально. С одной стороны, существует промысловый пресс на одни виды животных (киты, рыбы, и некоторые др.) и возникла опасность их полного истребления, с другой иные виды те же водоросли, используются явно недостаточно.

Ежедневно рождается еще 250 тысяч человек, которых нужно накормить. Ожидается, что к 2020 г. население Земли составит 8 миллиардов человек. Для того, чтобы из прокормить в течении ближайших 30 лет, потребуется столько же продовольствия, сколько его было произведено с момента зарождения земледелия 10 тысяч лет назад. Бережное отношение к пищевым ресурсам мы должны, что называется, с пеленок прививать детям и внукам, тем людям, которые придут на смену нынешнему поколению через 20-30 лет. На создание живых систем, даже самых примитивных в океане и на суше природе понадобилось миллионы лет, а сейчас человек способен уничтожить их за мгновение. Исключительную важность по этому приобретает умная, проникающая в душу пропаганда среди человечества поворачивающая его лицом к природе, направленная на экологизацию человеческого сознания.

4. Значение невозделываемых и исключаемых из хозяйственного оборота земель для поддержания экологического равновесия в биосфере

Охрана природы - одна из острейших проблем XX и XXI в. В последние десятилетия во всём мире необычайно возрос интерес к ОПТ - охраняемым природным территориям. Это объясняется тем, что на Земле всё меньше остаётся уголков природы, не тронутых ещё человеком. ОПТ - участки биосферы, исключённые из хозяйственного оборота и предназначенные для сохранения природы, имеющей научное, историческое, хозяйственное или эстетическое значение.

Сейчас на Земле насчитывается около 3500 ОПТ с общей площадью свыше 4 млн. кв. км. (или 3% площади суши). В последние годы в разных регионах мира наблюдается рост площади ОПТ (Новая Зеландия около 19% территории страны, Австрия - 15%, Норвегия - более 9%, Венесуэла - 8%, Франция - 7%). В современной сети ОПТ есть и гиганты, и карлики. Так, Гренландский национальный парк на северо-востоке Гренландии занимает около 70000 кв.км. В Западной Европе обычны ОПТ всего в несколько десятков или сотен гектаров. Самыми крупными заповедниками в России являются Большой Арктический (41692 кв.км.), Командорский (36487 кв.км.), Путоранский (18873 кв.км.), Таймырский биосферный (17819 кв.км.), Усть-Ленский (14330 кв.км.), Кроноцкий биосферный (11420 кв.км.), Центральносибирский биосферный (9720 кв. км.). Наряду с заповедниками-великанами имеются заповедники-малютки. Это Галичья гора (2 кв.км.) в Липецкой обл., Лес на Ворскле (10 кв.км.) в Белгородской обл. и Приокско-Террасный биосферный (49 кв.км.) в Московской обл. Вместе они создают единую систему, обеспечивающую сохранение природы крупных регионов, их флоры, фауны, природных систем. Они образуют как бы природоохранный каркас и «экологические русла» для обмена биотой между природно-территориальными комплексами (ПТК) разной степени антропогенного нарушения. Без развитой системы таких ОПТ отдельные охраняемые участки не способны полностью выполнять функции сохранения природы, так как они уязвимы к внешним воздействиям. Они оказываются «островами» среди культурного комплекса.

Развивающееся научное направление об ОПТ и ООПТ предусматривает изучение типичных и уникальных охраняемых природных систем и объектов Земли. Основная задача данной науки (география ОПТ) - исследование пространственной и временной изменчивости ОПТ. В ходе изучения ОПТ используются различные методы: полевой, картографический, космический, исторический, дендроиндикационный (анализируется информация, заключённая в годичных кольцах), статистический и др. Наряду с природоохранными функциями - поддержание экологического равновесия, сохранение генетического фонда и естественных ресурсов (ОПТ являются биофильтрами отходов промышленности) - система ОПТ выполняет следующие задачи:

- экономические - обеспечение прироста национального дохода (в условиях здоровой природы и экологического равновесия);

- научные - сохранение эталонов неизменной природы (естественных научных лабораторий), изучение путей рационального природопользования, мониторинг изменений природы под воздействием человека;

- социальные - удовлетворение оздоровительных, рекреационных и эстетических потребностей общества, которые способствуют проведению учебной и культурно-просветительной природоохранной работы, патриотическому воспитанию населения. В системе государственных мероприятий по охране природы России важную роль играет создание заповедников, где охраняются эталонные природные комплексы с целью изучения естественного хода природных процессов. В большом энциклопедическом словаре «Биология» дано следующее определение заповедников: «Охраняемая природная территория (акватория), на которой сохраняется в естественном состоянии весь природный комплекс - типичные или редкие для данной зоны ландшафты, редкие и ценные для данной зоны виды животных и растений и пр. Главная задача заповедников - сохранение и восстановление эталонных природных экосистем, а также свойственного для данного региона генофонда организмов.» 28 российских заповедников имеют статус биосферных, то есть входят в международную сеть биосферных резерватов, осуществляющих глобальный экологический мониторинг (ст.10 закона об ООПТ). Основное их отличие от остальных заповедников - наличие на территориях, прилегающих к заповеднику, биосферных полигонов, где проводятся научные исследования, а также апробирование и внедрение методов рационального природопользования, не разрушающих окружающую природную среду и не истощающих биологические ресурсы. На территориях биосферных полигонов введён дифференцированный режим особой охраны и функционирования. Крупнейшими из биосферных заповедников являются являются Кроноцкий, Печоро-Илычский и Саяно-Шушенский. Каждый из государственных заповедников строит свою деятельность в соответствии с индивидуальным "Положением о заповеднике", отражающем особенности функционирования и режима охраны территории конкретного заповедника .Почти все заповедники находятся в подчинении Департамента особо охраняемых природных территорий и объектов Министерства природных ресурсов Российской Федерации. Заповедник "Дальневосточный Морской" находится в подчинении Института Биологии Моря ДВО РАН, заповедники "Уссурийский" и "Кедровая Падь" - в подчинении Биолого-Почвенного Института ДВО РАН, "Ильменский Минералогический" - в подчинении УРО РАН, "Галичья Гора" - в ведении Воронежского Государственного Университета Министерства общего и профессионального образования Российской Федерации. Тем не менее, последние 5 заповедников представляют ряд отчетных материалов в вышеназванное Управление. Заповедники - образцы нетронутой, дикой природы - по праву называют природными лабораториями. Они особенно нужны нам сейчас, когда мы должны понять направления изменений природной cреды под влиянием деятельности человека и отыскать пути наиболее бережного и разумного использования ее богатств.

5. Инженерная защита окружающей среды

Природоохранной является любая деятельность, направленная на сохранение качества окружающей среды на уровне, обеспечивающем устойчивость биосферы. К ней относится как крупномасштабная, осуществляемая на общегосударственном уровне деятельность по сохранению эталонных образцов нетронутой природы и сохранению разнообразия видов на Земле, организации научных исследований, подготовке специалистов-экологов и воспитанию населения, так и деятельность отдельных предприятий по очистке от вредных веществ сточных вод и отходящих газов, снижению норм использования природных ресурсов и т. д. Такая деятельность осуществляется в основном инженерными методами.

Существуют два основных направления природоохранной деятельности предприятий. Первое -- очистка вредных выбросов. Этот путь «в чистом виде» малоэффективен, так как с его помощью далеко не всегда удается полностью прекратить поступление вредных веществ в биосферу. К тому же сокращение уровня загрязнения одного компонента окружающей среды ведет к усилению загрязнения другого.

И Например, установка влажных фильтров при газоочистке позволяет сократить загрязнение воздуха, но ведет к еще большему загрязнению воды. Уловленные из отходящих газов и сливных вод вещества часто отравляют значительные земельные площади.

Использование очистных сооружений, даже самых эффективных, резко сокращает уровень загрязнения окружающей среды, однако не решает этой проблемы полностью, поскольку в процессе функционирования этих установок тоже вырабатываются отходы, хотя и в меньшем объеме, но, как правило, с повышенной концентрацией вредных веществ. Наконец, работа большей части очистных сооружений требует значительных энергетических затрат, что, в свою очередь, тоже небезопасно для окружающей среды.

Кроме того, загрязнители, на обезвреживание которых идут огромные средства, представляют собой вещества, на которые уже затрачен труд и которые за редким исключением можно было бы использовать в народном хозяйстве.

Для достижения высоких эколого-экономических результатов необходимо процесс очистки вредных выбросов совместить с процессом утилизации уловленных веществ, что сделает возможным объединение первого направления со вторым.

Второе направление -- устранение самих причин загрязнения, что требует разработки малоотходных, а в перспективе и безотходных технологий производства, которые позволяли бы комплексно использовать исходное сырье и утилизировать максимум вредных для биосферы веществ.

Однако далеко не для всех производств найдены приемлемые технико-экономические решения по резкому сокращению количества образующихся отходов и их утилизации, поэтому в настоящее время приходится работать по обоим указанным направлениям.

Заботясь о совершенствовании инженерной охраны окружающей природной среды, надо помнить, что никакие очистные сооружения и безотходные технологии не смогут восстановить устойчивость биосферы, если будут превышены допустимые (пороговые) значения сокращения естественных, не преобразованных человеком природных систем, в чем проявляется действие закона незаменимости биосферы.

Таким порогом может оказаться использование более 1% энергетики биосферы и глубокое преобразование более 10% природных территорий (правила одного и десяти процентов). Поэтому технические достижения не снимают необходимости решения проблем изменения приоритетов общественного развития, стабилизации народонаселения, создания достаточного числа заповедных территорий и других, рассмотренных ранее.

Многие современные технологические процессы связаны с дроблением и измельчением веществ, транспортированием сыпучих материалов. При этом часть материала переходит в пыль, которая вредна для здоровья и наносит значительный материальный ущерб народному хозяйству вследствие потери ценных продуктов.

Для очистки применяют различные конструкции аппаратов. По способу улавливания пыли их подразделяют на аппараты механической (сухой и мокрой) и электрической очистки газов. В сухих аппаратах (циклонах, фильтрах) используют гравитационное осаждение под действием силы тяжести, осаждение под действием центробежной силы, инерционное осаждение, фильтрование. В мокрых аппаратах (скрубберах) это достигается промывкой запыленного газа жидкостью. В электрофильтрах осаждение на электроды происходит в результате сообщения частицам пыли электрического заряда. Выбор аппаратов зависит от размеров пылевых частиц, влажности, скорости и объема поступающего на очистку газа, необходимой степени очистки.

Для очистки газов от вредных газообразных примесей используют две группы методов -- некаталитические и каталитические. Методы первой группы основаны на выведении примесей из газообразной смеси с помощью жидких (абсорберов) и твердых (адсорберов) поглотителей. Методы второй группы заключаются в том, что вредные примеси вступают в химическую реакцию и превращаются в безвредные вещества на поверхности катализаторов. Еще более сложный и многоступенчатый процесс представляет собой очистка сточных вод (рис.18).

Сточными водами называются воды, использованные промышленными и коммунальными предприятиями и населением и подлежащие очистке от различных примесей. В зависимости от условий образования сточные воды делят на бытовые, атмосферные (ливневые, стекающие после дождей с территорий предприятий) и промышленные. Все они содержат в той или иной пропорции минеральные и органические вещества.

Сточные воды от примеси очищают механическими, химическими, физико-химическими, биологическими и термическими методами, которые, в свою очередь, подразделяются на рекуперационные и деструктивные. Рекуперационные методы предусматривают извлечение из сточных вод и дальнейшую переработку ценных веществ. При деструктивных методах вещества, загрязняющие воду, подвергают разрушению путем окисления или восстановления. Продукты разрушения удаляют из воды в виде газов или осадков.

Механическую очистку применяют при удалении твердых нерастворимых примесей, используя методы отстаивания и фильтрования с помощью решеток, песколовок, отстойников. Химические методы очистки применяют для удаления растворимых примесей с помощью различных реагентов, вступающих в химические реакции с вредными примесями, в результате чего образуются малотоксичные вещества. К физико-химическим методам относят флотацию, ионный обмен, адсорбцию, кристаллизацию, дезодорацию и т. д. Биологические методы считаются основными для обезвреживания сточных вод от органических примесей, которые окисляются микроорганизмами, что предполагает достаточное количество кислорода в воде. Эти аэробные процессы могут протекать как в естественных условиях -- на полях орошения при фильтрации, так и в искусственных сооружениях -- аэротенках и биофильтрах.

Производственные сточные воды, не поддающиеся очистке перечисленными методами, подвергают термическому обезвреживанию, т. е. сжиганию, или закачке в глубинные скважины (в результате чего возникает опасность загрязнения подземных вод). Указанные методы осуществляются в локальных (цеховых), общезаводских, районных или городских системах очистки.

Для обеззараживания сточных вод от микробов, содержащихся в бытовых, особенно в фекальных, стоках, применяется хлорирование в специальных отстойниках.

После того как решетки и прочие приспособления освободили воду от минеральных примесей, микроорганизмы, содержащиеся в так называемом активном иле, «съедают» органические загрязнения, т. е. процесс очистки обычно проходит несколько ступеней. Однако и после этого степень очистки не превышает 95%, т. е. полностью устранить загрязнение водных бассейнов не удается. Если к тому же какой-либо завод спустит в городскую канализацию свои сточные воды, не прошедшие предварительной физической или химической очистки от каких-либо ядовитых веществ на цеховых или заводских сооружениях, то микроорганизмы в активном иле вообще погибнут и для возрождения активного ила может понадобиться несколько месяцев. Следовательно, стоки данного населенного пункта в течение этого времени будут загрязнять водоем органическими соединениями, что может привести к его эвтрофикации.

Одной из важнейших проблем охраны окружающей среды является проблема сбора, удаления и ликвидации или утилизации твердых производственных отходов' и бытового мусора, которого приходится от 300 до 500 кг в год на душу населения. Она решается путем организации свалок, переработки мусора на компосты с последующим использованием в качестве органических удобрений или в биологическое топливо (биогаз), а также сжигания на специальных заводах. Специально оборудованные свалки, общее число которых в мире достигает нескольких миллионов, называются полигонами и представляют собой довольно сложные инженерные сооружения, особенно если речь идет о хранении токсичных или радиоактивных отходов. Под складирование более 50 млрд. т накопленных в России отходов занято 250 тыс. га земельных угодий.

Используемая литература:

1. Демина Т. А. Экология, природопользование, охрана окружающей среды: Пособие для учащихся старших классов общеобразовательных учреждений. - М.: Аспект Пресс, 1998. - 143 с.

2. Большая Российская энциклопедия: В 30 т. Т. «Россия». - М.: Большая Российская энциклопедия, 2004.

3. Дежкин В.В. В мире заповедной природы. - М.: Сов. Россия, 1989

4. Ресурсы и воспроизводство/ под ред. С.А. Боголюбова. М., 2003

5. “Берегите себя от болезней”.- Марьясис В.В., Москва, 1992г.,- с.112.

6. Алексеенко В.А. Жизнедеятельность и биосфера: учебное пособие. Логос, 2005 г.

Размещено на Allbest.ru