Екологія

З 15 століття проблема довкілля стала актуальною. Американець споживає в 130 разів більше енергії, ніж середній африканець й у 20 раз більше, ніж середній європеєць. Екологія — це наука про взаємини між живими організмами, біологічними системами і середовищем проживання. Екологія вивчає зокрема питання природокористування. Природокористування — це взаємодія чоловіки й природи в всьому його різноманітті. Взаємодія промисловості з довкіллям сприймається як один із складників частин природокористування. Цей процес носить соціальний характері і відбувається у межах громадських відносин конкретного способу виробництва. Довкілля — це середовище проживання, що є сукупність всіх матеріальних тіл, зусиль і явищ природи. Вона містить будь-яку діяльність людини, розташовану за безпосередньому контакту з живими організмами. Довкілля є сферою діяльності. Географічна середовище — це те частина природного довкілля, яку платить людина може пристосувати задоволення своїх і духовних потреб. Властивості географічної середовища є першим умовою розвитку матеріального виробництва. Природні багатства — це сукупність речовин й снаги природи, які можна використовувати. Принаймні прогресу продуктивних сил змінюється структура природних багатств, й у неї включаються нові елементи. Природні ресурси — це частина природних багатств, яка то, можливо використана в продуктивному чи особистому споживанні поки що розвитку нашого суспільства та постійно розширюється з розвитком продуктивних сил. Усю історію людства так можна трактувати через призму взаємовідносин суспільства з довкіллям. Довкілля є першоосновою отримання людиною ресурсів немає і благ. У цьому рівень і той характер впливу суспільства до довкілля значною мірою визначається науково-технічний прогрес, у яких стрибкоподібний характер. Промисловий переворот у країнах в XVIII—XIX вв. поклав початку використання сил пара, води, електрики, мінерального палива, верстатів та правових механізмів. Регенерація організму (клонування) з однієї клітини вища ступенем на навколишню середу. Вплив суспільства до довкілля є наслідком технічних процесів, основним втіленням якого є прогрес. Цивілізація з таким стосунками людини із дикою природою називається технологічної. Основною причиною вивчення екології - це зв’язку з найважливішими проблемами людства: — виснаження природних ресурсів; - забрудненню довкілля; - зміна природних співтовариств. Промислове розвиток влечёт розбудовні процеси: індустріалізацію, урбанізацію, зростання чисельності населення. Це веде загострення проблем: — шкоди, спричинених виробництвом природної середовищі; - зростання нестачі сировини й енергії; - розвиток міських територій. Популяція — це група особин будь-якого виду організмів. Співтовариство охоплює всі популяції на даної площі (біоценоз). Екосистема — спільноти і нежива середовище, функціонуючі совместно.

Взаємодія промисловості з довкіллям. Еколого-економічні принципи природокористування: 1) Збереження просторової цінності. 2) Принцип рульового рівня використання. 3) Принцип відповідальності антропогенних навантажень регіону та їх відповідність природно-ресурсному потенціалу. 4) Природа обумовленого круговороту речовин. 5) Узгодження виробничого і природного ритму. 6) Пріоритетність екологічної оптимальності. Екологічні концепції природокористування: 1) Технологічний оптимізм. 2) Технологічний песимізм. 3) Финалистические концепції будущего.

Медоуз Форрестер. 4) Нульовий економічного зростання. 5) Споживча концепція. 6) Технократична концепція. 7) Концепція невичерпності природних ресурсів. 8) Екологічний колоннизм. Наслідки впливу промисловості на довкілля. Розвиток процесів індустріалізації, урбанізації і зростання кількості населення ведуть до збитку довкілля. Формування трьох джерел на довкілля: — зменшення розмаїття природною среды.

Схема взаємодії нашого суспільства та природы.

[pic] Стрілочками 1, 2, 3, 4 є такі потоки відходів: газоподібних, рідких, твердих, енергетичних. Відходи виробництва — це залишки матеріалів, сировини, напівфабрикатів, які утворилися у процесі виготовлення продукції і на втратили в цілому або частково свої корисні чи фізичні властивості. Приклад: продукти, які утворилися внаслідок фізико-хімічних виробництв сировини. Розрізняють поворотні і безповоротні відходи виробництва. Безповоротні - це відходи, які (не можна переробити) неможливо знайти використані виробництві цьому розвитку промисловості. Відходи виробничого споживання — це непридатні подальшого використання за прямим призначенням і списані у порядку машини, інструменти, і предмети промислового отношения.

Пасса обмін сучасного промислового города.

[pic].

Характеристика оточуючої среды.

Структура біосфери і її відбудовні властивості. Біосфера — це найбільша біологічна система, у якій можлива стала життя. Структура біосфери. Біосфера включає: 1) Живе речовина. 2) Биогенное речовина. 3) Биокостное речовина, створене живими організмами разом із неживої природою. Склад біосфери: — атмосфера, включає газову суміш, азот, кисень 20,95%, аргон, CO2 0,03%, інертні гази та інші гази; - твёрдые частки; - продукти рослинного, тваринного походження і водяну пару; - гідросфера, джерела прісних вод, світової океан; - літосфера — це биокостная система, джерело якої в біологічному взаємодії між мінеральними компонентами (пісок, глина, вода).

Вчення Вернадського про біосфері. Основні положення про біосфері, її структурі та розвитку розробили Вернадським. Основні становища: 1. Через війну еволюції біосфери вона в ноосферу (сферу розуму). Він розглядав єдність всіх процесів самоорганізації матерії. 2. Еволюційні процеси багаторазово пришвидшуються через зростаючого впливу особи на одне природу. Визначальним чинником у її розвитку людина. 3. Колективний розум здатний визначити шляхи еволюційного розвитку. Механізми еволюції: — класичні (т. Дарвіна); - биффуркационные процеси — якісні стрибкоподібні зміни, є однією з основних причин незворотність процесу розвитку. Вивчає ці механізми теорія катастроф. Основоположники теорії: Пуанкаре, Ренс Тома. Реалізувати спрямоване розвиток можна за умовах наявності: 1. Цілі: спільне, гармонійний розвиток природи й суспільства. І тому треба зазначити величини параметрів, характеризуючих біосферу і їх критичні значення, які визначають поворотні пункти у її еволюції. 2. Наявність коштів: — нові технологіії, дозволяють використовувати сили природи; - нова техніка; - енергія, вироблена людиною. Діалектика у тому, що уберегти себе від катастрофічних наслідків цивілізації можна лише кошти, створені їй. 2. Науковий прогноз шляхів еволюції засобами: — системного аналізу; - математичного моделювання; - комп’ютерної техники.

Чинники довкілля. Чинниками довкілля називається будь-який елемент середовища, здатний надавати пряме вплив на живі організми, хоча на протязі одній зі стадій розвитку. Розрізняють биотический, абиотический і антропогенний чинники. Антропогенні чинники обумовлені впливом особи на одне середу. Біотичні чинники обумовлені впливом живих організмів друг на друга. Абіотичні чинники — фізико-хімічні чинники середовища: температура, тиск, випромінювання, свет.

Для екології важливі характеристики: — довжина хвилі, інтенсивність і тривалість; - вода. До основних рис: кількість опадів, вологість, иссушающие властивості повітря і доступна площа водного запасу (поверхню водозбору); - клімат — співпраця температури і вологості; - атмосферні гази (кисень, вуглекислий газ CO2); - біогенні солі - це растворённые солі, життєво необхідні організмам. Розрізняють мікроелементи (Fe, Cu, Zn, B, I) і макроэлементы (Na, Ca, K, P. S, Cl); - тиск; - грунт, складається з ґрунтових горизонтів, складових грунт: [pic] A — гумус; B — мінеральна грунт. З — незмінна ґрунтова порода.

Самоочищающие властивості довкілля. 1) Динамічний перенесення (гідро і геофізичний) 2) Біохімічне окислювання 3) Хімічне та фізичне перетворення 4) Осадження (седиментация) абиогенных частинок 5) Биоседиментация. При визначенні самоочищающих можливостей середовища необхідно враховувати всі вищезгадані процеси. Перевагу віддається біологічним процессам.

Екологічний нормування — система відносин, выявляющая ГДК шкідливих речовин. Для оцінки факторів, і ефектів на середу необхідно користуватися встановленими критеріями: значеннями ГДК, рівнів екологічних навантажень, викидів і скидів. При визначенні цих критеріїв враховуються геофізичні й економічні спроби з обмеження викидів. Високе якість середовища зберігається, якщо зміни її стану відбуваються у межах кордонів, званих припустимими, й невеличкі зміни якості середовища не впливають її нормальне функціонування. За початкове приймається фонове стан середовища за відсутності возмущающего впливу при середніх метеорологічних умовах. Різниця між гранично допустимим і фактичним станом середовища становить екологічний резерв довкілля. Він характеризує її спроможність до відновленню, відтворення і є підвалинами розрахунку допустимих навантажень. Розрізняють два підходу визначення допустимих навантажень: санітарногігієнічний і екологічний підходи. Вони різняться рівнем требованием.

Система параметрів, характеризуючих кордон гранично припустимого. 1) Нормативи гранично допустимих рівнів зміни середовища: а) ГДК; б) ПДУ (рівні). 2) Нормативи ПДВ (впливу). Гранично допустимі викиди в водоёмы, атмосферу, грунт. 3) Нормативи ПДЭН (екологічних навантажень). 4) Нормативи вилучення корисних компонентів з властивостей природи: корисних копалин, комплексне використання відходів, врожайність сільськогосподарських культур. 5) Нормативи надёжности преосвітніх заходів (інженерних споруд) з погляду їхнього впливу на довкілля. 6) Параметри допустимості природопреобразования підприємств (осушення, забудова). 7) Показник стійкості природних комплексів та його компонентів. 8) Поширення речовини у навколишньому середовищі. Поширення забруднень зумовлено природними процесами і від фізико-хімічних властивостей речовин; від фізичних процесів, що з їх перенесенням, біологічних процесів, що у глобальних процесах круговороту речовин. Циклічні процеси окремими природних системах. Перенесення речовин, у гідросфері. Пасса — перенесення растворённых хімічних речовин і є функцією диффузий, конвекций, дисперсій, розкладання біотичних і абіотичних реакцій. Перенесення між середовищами. а) почва-вода (рахунок адсорбції) б) вода-воздух (дифузія) в) воздух-вода (сухе осаждение).

Атмосферне перенесення. За рахунок процесів перемішування і повітряних течій. У тропосфері за 3−4 місяці. У стратосфері за 2 года.

Атмосферне перенос.

локальний масштаб региональный.

(кілька хвилин) глобальний (кілька суток).

(за кілька недель).

Океанічна циркуляція. Повітряний перенесення поверхні водами. Биотический перенесення забруднень. Важливу роль перенесення матерії в екосистемах грають цикли, відмінні перетворенням енергії. Хімічні елементи циркулюють в біосфері по харатерным шляхах. Ці, більшою або меншою мірою, замкнуті шляху називаються биогеохимическими круговоротом. Руху жизненеобходимых речовин і неорганічних сполук називаються кругообігами поживних речовин. У кожному круговерті зручно розрізняти частини чи фонду: — резервний (велика маса речовин); - обмінний фонд (менший, а більш активний). Він характерний швидкий обмін між організмами і середовищем. У біосфері загалом розрізняють два виду круговороту: — круговорот газоподібних речовин; - осадовий цикл з резервним фондом в земної поверхности.

Переміщення речовини в екосистемах по харчових ланцюгах. Харчовий ланцюгом називається ряд живих організмів, у якому лише організми поїдають попередника по кайдани й посадили своєю чергою виявляються з'їденими тими, хто йде по них. Основні функції харчової ланцюга — перенесення речовин і в екосистемах. Харчові ланцюга перехрещуються, створюючи харчову мережу (трофічну мережу). сова шакал.

трава кролик лиса.

вовк Биотический перенесення здійснюється за ланцюга харчування і цього переміщення тварин. Біотична мінералізація переважає у процесі розкладання органічних веществ.

Критерії та концепцію вивчення речовин. Критерії зміни складу довкілля: — обсяг виробництва; - області застосування; - поширення навколишньому середовищі; - стійкість та здатність до розкладанню. Стійкість — це властивість речовини, що б тривалість його перебування у середовищі. Перш чим він виводиться з середовища чи зазнає зміни. Буває цільова, не спричинить бажана і небажана стійкість. Перетворення — на зміну структури речовин під впливом чинників середовища. Бувають біотичні і абіотичні. До абиотическим ставляться окислительновідбудовні процеси, фотохімічні, фотофизические тощо. Токсичні властивості - властивості, що визначають, наскільки ту чи іншу речовина опасно.

Небезпечні речовини і аналіз ризику. Небезпека речовини — це можливість появи шкідливих для екосистеми ефектів за умов виробництва і застосування речовини. Оцінка речовини з погляду небезпеки чи ризику застосування складається з експозиції - діючої дози, тобто. концентрації речовини, впливає на об'єкт в перебіг часу. Токсичність — потенційний вплив для конкретних особин чи екосистеми, залежить від концентрації. Ступінь небезпеки складається з токсичності і експозиції. Ризик — міра ймовірності появи порушення відповідної тяжести.

Забруднення навколишнього середовища відходами промислового виробництва. Класифікація забруднень. Є різноманітні види класифікацій: по типам середовищ, по які забруднюють чинникам (свинець, ртуть, твёрдые відходи і т.д.), з погляду зменшення забруднень загалом, розрізняють стійкі і нестійкі. Стійкі відходи — не разлагающиеся, не руйнуються чи розкладаються занадто повільно. Їх немає природних процесів, які їх разлагали такою ж швидкістю, з яким вони вступають у довкілля. Це різні речовини і отрути (консервні банки тощо.). Такі забруднювачі нагромаджуються і біологічно посилюються по харчовим ланцюгах, з'єднуючись коїться з іншими речовинами. Ці речовини можуть утворювати ще більш токсичні (наприклад, метил-ртуть). Способи боротьби: 1. Вилучення з екосистеми. 2. Припинити виробництво таких речовин. 3. Заборонити викид. 4. Контролювати, аби запобігти токсичного рівня. Нестійкі забруднення — забруднення, руйновані біологічними процесами і різними фізико-хімічними перетвореннями. Органічні забруднення — стічні води. Проблема у тому обсязі. Забруднення — це несприятливе зміна довкілля, яке цілком або частково є наслідком людської діяльності, прямо чи опосередковано змінює розподіл прийдешньої енергії, рівень радіації, фізико-хімічні властивості середовища, умови існування біологічної середовища. Класифікація забруднень з урахуванням різних чинників: — фізичні забруднення: енергетичні поля (електричні, гравітаційні), впливу (електричні, магнітні, електромагнітні), інерційні сили, корпускулярные потоки (радіація), потепління, інші коливання середовища (гомін лісу і вібрація); |Забруднення |Атмосфера |Гідросфера |Літосфера | | | | |(грунт) | |Газоподібні |+ |+ |- | |похідні | | | | |вуглецю, їх | | | | |рідкі | | | | |вуглеводні | | | | |Пластмаси |+ |+ |+ | |Миючі кошти |- |+ |- | |Пестициди та інші|- |+ |+ | |синтезовані | | | | |органічні | | | | |речовини | | | | |Похідні сірки |+ |+ |+ | |Похідні азоту |+ |+ |+ | |Тяжкі метали |+ |+ |+ | |Фтористі |+ |+ |+ | |сполуки | | | | |Твёрдые домішки |+ |- |+ | |Органічні |- |+ |+ | |речовини, | | | | |піддані | | | | |шумуванню | | | |.

— хімічні загрязнения:

— біологічні забруднення: а) микробиологическое отруєння; б) впливу організмів друг на друга. — естетичний вред.

Биогеохимический круговорот.

[pic] фотосинтез.

Круговорот CO2. млрд. т.

[pic] Поверхневі води — це озёра, внутрішні моря, поточні гори. Грунтові, підземні води (800 м) — 0,31% Льодовики — 2,15% Океани — 97,2% У атмосфері - 0,001%.

Круговорот фосфору. Фосфати споживаються рослинами й закони використовують для синтезу органічних речовин. Під час розкладання бактеріями мертвої органіки фосфати повертаються до грунт, і знову використовуються рослинами, частина несеться у морі і використовується фітопланктоном навіть із харчових ланцюгах. Частина фосфору може повернутися в сушу.

Круговорот азоту. Найбільш значима частка азоту зосереджена атмосфері, основну масу якої була й становить вільний азот. Проте вільний азот у атмосфері можуть використовувати деякі, наприклад, бактерії і синезелёные водорості. Азот перетворює й у нітрати і нітрити грозові розряди. Нітрати і нітрити циркулюють в биосферу.

Круговорот вуглецю. Джерело вуглецю використовується автотрофными растениями.

Природні ресурси |1. Вилучення в | |Залишені у місцях | |процесі видобування |втрати |локалізації і видобуток | |заготівлі | | | | | | | |2. Транспортування | |Додатково взяті | |до місць переробки | |рахунок | | | |вдосконалення | | | |технології добування і | | | |заготівлі | |3. Перерабатываемые | |Втрачені при | |продукції |втрати |перевезеннях | | | |Вироби | |Збережені рахунок | | | |вдосконалення | | | |перевезень | | | |Вироби, що з | |Відходи від переробки| |користування | | | | | |Знос, корозія | |Лом, брухт | |Повністю | | | |використані |.

Повернення в цикл шляхом регенерації, рекуперації, утилізації і удосконалення рекуперации.

Графічна модель кривих виснаження запасів ресурсов.

[pic] Темпи споживання металів збільшилися: стали — усемеро; міді - в партії 11 раз; алюмінію — о 12-й раз.

Радіоактивність. Період піврозпаду. Природні джерела радіоактивних забруднень. Не існує жодних способів біологічного руйнації чи іншого механізму, що дозволяє вивести радіоактивність з середовища. Основна небезпека — речовини з великим періодом піврозпаду, вони накопичуються в харчових ланцюгах. ?-, ?- і ?- випромінювання. На тонну ядерного пального 400 літрів відходів. Уранове паливо. Регенерація відходів. Поховання. Транспортировка.

Шум, як забруднення. Зменшення: 1) Зменшення рівня звуковий потужності 2) Правильна орієнтація шуму 3) Звукоізоляція 4) Кошти виброизоляции 5) Глушники 6) Профілактика Нормована характеристика — рівень звукового тиску (децибел). Людина сприймає шум за 23−24-відсоткового рівня звукового тиску до 100 дб. При 100- 120 дб й частоти 2−5 гц — затруднённое ковтання. 125−137 дб — летаргічний сон. 140 дб — лопаються барабанні перепонки.

Електромагнітні впливу. Джерела електромагнітних полів — радіотехнічні об'єкти. Нагромадження електричних зарядів. Проблема мінімізації споживання енергії і природних ресурсов.

Природні ресурси. Исчерпаемые і невичерпні. За характером використання ресурсів: виробничі, здравоохранительные, естетичні, наукові. По приналежність до компонентами природи: земельні, водні, мінеральні, енергетичні. Розвиток виробництва виходить з мінеральних ресурсах та використання мінерального сировини. Мінеральні ресурси включають: паливно-енергетичні, рудні, гірничо-хімічне сировину, природно-строительные матеріали і нерудні копалини. Підземні, прісні, мінералізовані воды.

Мінеральні ресурси океану. По господарському значенням найбільш значимі паливно-енергетичні. Мінеральні ресурси 70% всіх використаних ресурсів; корисні копалини дають 95% енергії. 75% вартості видобутку гірської металургії приходять енергетичні ресурси; 20% - руда, 5% - нерудні копалини. Ступінь доступності природних ресурсів впливає рівень продуктивність праці. Прискорення темпів економічного розвитку досягається трьома шляхами: 1) Нарощування маси ресурсів без підвищення ефективності 2) Нарощування є і підвищення використання 3) Підвищення ефективності без нарощування маси (інтенсивний ріст) Зменшення щодо обсягу своєї продукції 1 використання ресурсів іде за рахунок наступним причин: 1) Зростання відходів виробництва та скидання в середу призводить до погіршення стану природних об'єктів як джерел ресурсів 2) Нераціональне природокористування призводить до збільшення використання всіх видів ресурсів, що веде до виснаження і виробництва 3) Скорочення потоку природних ресурсів немає і погіршення його якості впливає стан трудових ресурсів немає і зниження обсягу своєї продукції 4) Обмеження випуску продукції призводить до виснаження ресурсов.

|Ресурсы | |Виробництво | |Продукція |.

|Матеріальні | |Екологія |.

|Природные | |Трудові |.

Економічні, політичні, соціальні чинники, технологій і рівень знань формують потреби у виробництві, потоках ресурсів немає і обсязі продукції. Екологічні чинники у ланцюзі управління носять характер зворотної зв’язку Незнання економічних законів призводить до негативною зворотної зв’язку й зменшенню обсягу своєї продукції одиницю ресурсів. Дотримання екологічних принципів використання ресурсів формує зворотний позитивну зв’язок. Збільшує обсяг продукції з відношення до що використовуються ресурсів рахунок запровадження безвідхідних і малоотходных технологій, скорочення потреби у ресурсах. Соціальні й наукоємні технологии.

Поняття ресурсного циклу. Ресурсний цикл є сукупність перетворень і просторових переміщень певного речовини всіх етапах використання людиною. Ресурсний цикл, обумовлений антропогенним круговоротом речовин, на відміну від природного перестав бути замкнутим, на кожному його етапі відбувається втрата ресурсів. Замкнуте круговорот речовин забезпечує невичерпність ресурсів. Рівень життя населення залежність від споживання ресурсів можна охарактеризувати з допомогою поняття демографічного коефіцієнта Q. [pic] Зростання коефіцієнта Q може бути при зменшенні потребления.

Тенденції і використання ресурсів. Водні ресурси. Витрачаються потреби промисловості, сільського господарства; господарськимпобутове споживання. Причини нестачі: обмеженість, бурхливий ріст населення, розвиток в промисловості й сільського господарства, марнотратне використання; забруднення водоносних шарів; підвищення життєвий рівень. Нерівномірність розподілу води погіршується нерівномірністю споживання. Кожні 10 років споживання води подвоюється. 600 літрів на добу на людини (з урахуванням виробництва). Структура водоспоживання: 35% - промисловість, 33% - теплоенергетика, 18% - стоки з меліорованих полів, 14% - господарсько-побутової стік. Господарсько-побутової стік і стічні води підприємств включають 69% умовно чистої води, 18% загрязнённых, 13% очищених. Сумарний річний стік річок = 40 тисяч кубометрів, 28 тисяч їх іде у море. Доступні лише 7 тисяч кубометрів. Перспективи використання води пов’язані: 1) З опреснением і з удосконаленням процесу промислового споживання і очищення вод. 0,05% води лише опреснённая, оскільки дорого. 2) З упровадженням обігового і повторно-последовательного водопостачання на промислових підприємств і елементарна економія води. 3) Розробка й освоєння альтернативних технологій, з винятком використання води. Приклади: повітряний охолодження замість водного; при переробки 1 тонни нафти старої технології використовується від 18 до 22 кубометрів H2O, при нової 0,12 м³ H2O. 4) Використання гребель збільшує запас води. Подача на далекі відстані. 5) Зниження забруднення, оскільки втрати на забруднення рівні обсягу потреблению.

Паливно-енергетичні ресурсы.

Змінюється структура споживання. Питома вага споживання вугілля з 94% до 27%; нафту з 6-ї% до 49%; газ із чотирьох% до 20%.

Вугілля. Запаси найбільш великі (9−11 трильйонів T ум. палива). Розвідані 1,2 трильйона T ум. палива. США — 430 мільярда ТУТ. ФРН — 100 мільярдів ТУТ. Англія — 100 мільярдів ТУТ. СНД- 280 мільярдів тут. Австрія — 83 мільярда ТУТ. Канада — 29 мільярдів ТУТ. Індія — 22 мільярда ТУТ.

Нафта. 250−375 мільярдів тонн ум. палива.? — на Близькому і Середньому Сході. Газ — 79 мільярдів ТУТ (52 мільярда ТУТ — Росія). Газ за калорійністю на 10% вище мазуту. ———————————;

E.

(млрд.) кВт.

t.

газ ядерн. энергетика уголь нефть гидроэнергетика дерево.