- •1 ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ
- •1.1 Введение в экологию
- •1.2 Биосфера как планетарная организация жизни
- •1.3 Биогеохимические круговороты элементов в природе
- •1.4 Роль экосистемы в формировании среды обитания
- •1.5 Что ограничивает рост живых организмов?
- •1.6 Биологическая регуляция геохимической среды: гипотеза Геи
- •Условия
- •2 БИОСФЕРА И ЧЕЛОВЕК
- •2.1 Биосфера и человек. Ноосфера
- •2.1.1 Ноосфера
- •2.1.2 Роль человеческого фактора в развитии биосферы
- •2.2 Энергетика и биосфера
- •2.2.1 Энергетика в экосистемах
- •2.2.2 Нарушение потока энергии
- •3 ОБЛАСТЬ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ПРАВА
- •3.1 Экологическое право
- •3.1.1 Предмет, источники и объекты экологического права
- •3.2 Некоторые правовые положения закона «Об охране окружающей среды»
- •3.3 Правовое обеспечение проведения экологической экспертизы
- •3.3.1 Характеристика процесса принятия решений при проведении экологической экспертизы
- •3.3.2 Экологическая экспертиза - основа рационального использования природных ресурсов
- •3.3.3 Принципы оценки воздействия на окружающую среду намечаемой хозяйственной деятельности
- •3.5 Механизм реализации экологического права
- •3.6 Виды ответственности за экологические правонарушения и преступления
- •За одно экологическое правонарушение может быть наложено основное либо основное и дополнительное административное взыскания.
- •3.7 Законодательная защита открытости экологической информации
- •3.8 Правовые принципы международного сотрудничества
- •3.9 Общественно-экологический кодекс
- •4 ФАКТОРЫ СРЕДЫ ОБИТАНИЯ И ИХ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
- •4.1 Среда. Факторы среды
- •4.2 Общие закономерности действия факторов среды на организм
- •4.3 Дополнение к концепции лимитирующего фактора
- •4.4 Нарушение экологических круговоротов
- •4.4.1 Что такое экологический кризис?
- •4.5 Экологический императив
- •4.6 Рост населения планеты при ограниченности жизненного пространства
- •5 УРБОЭКОЛОГИЯ
- •5.1 Урбанизация
- •5.1.1 Шумовая нагрузка в городах
- •5.1.2 Зоны дискомфорта от электромагнитных полей
- •5.1.3 Качество жизни
- •5.2 Экология города
- •5.2.1 Поступление веществ в города
- •5.2.2 Атмосферные выбросы города-миллионера
- •5.2.3 Твердые и концентрированные городские отходы
- •5.2.4 Городские сточные воды
- •5.2.5 Суммарное энергопотребление
- •5.2.6 Концентрация населения вокруг городов
- •5.2.7 Экология городского населения
- •5.3 Применение методов экономики для оценки экологического состояния урбанизированных территорий
- •5.4 Защита воздушного бассейна мерами градостроительства и озеленения
- •5.4.1 Приемы застройки
- •5.4.2 Защитное озеленение
- •Зима
- •5.4.3 Роль летучих фитонцидов растений в очищении атмосферного воздуха от оксида углерода, сернистого газа и оксидов азота.
- •5.4.4 Шумозащитная роль зеленых насаждений.
- •5.4.5 Озеленение автомобильных стоянок и гаражей
- •5.5 Качество атмосферы. Нормирование. Коэффициент опасности предприятия
- •5.5.1 Определение категории опасности предприятий
- •5.5.2 Определение границ санитарно защитной зоны от автотранспортных магистралей, авто и промпредприятий, автохозяйств и гаражей с учетом ветровой нагрузки
- •6 ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ «ЧЕЛОВЕК-ПРИРОДА»
- •6.1 Роль развития промышленности в разрушении экологии
- •6.1.1 Развитие промышленного потенциала
- •6.1.2 Загрязнение промышленностью атмосферы
- •6.2 Развитие средств транспорта
- •6.2.1 Общие сведения
- •6.2.2 Роль автомобильного транспорта в загрязнении окружающей среды
- •6.2.2.1 Загрязнение окружающей среды двигателями внутреннего сгорания
- •6.2.2.2 Загрязнение атмосферы
- •6.2.2.3 Загрязнение гидросферы
- •6.3 Развитие ресурсов энергетики
- •6.3.1 Потребление электроэнергии
- •6.3.2 Воздействие традиционных энергетических объектов на окружающую среду
- •6.3.2.1 Воздействие гидроэлектростанций на природные объекты
- •6.3.2.2 Атомные электростанции и отрицательные последствия для природы
- •6.3.2.3 Отрицательное воздействие тепловых электростанций
- •6.3.3 Альтернативные источники энергии и их воздействие на окружающую среду
- •6.3.3.1 Солнечная энергия
- •6.3.3 Водородная энергетика
- •7.1 Глобальный экологический кризис и пути выхода из него
- •7.1.1 Экономико-организационный механизм управления экологией
- •7.1.1.1 Виды специальных экономических зон в мировом хозяйстве
- •7.1.2 Эколого-экономические регионы или зоны устойчивого ноосферного развития
- •7.1.3 Технологические аварии как источники экологических катастроф
- •7.1.4 Экологические последствия аварий и техногенных катастроф. Результаты преднамеренного (в военных целях) воздействия на окружающую среду
- •7.1.5 Оценка техногенного объекта по факторам риска и обеспечение экологической безопасности
- •8 РИСКИ В ЭКОЛОГИИ
- •8.1 Риск и его показатели
- •8.1.1 Определение риска
- •8.2 Экологические риски и защита от них
- •8.2.1 Шкала безопасности
- •8.2.2 Классификация состояния природы
- •8. 3 Понятие нулевого и приемлемого риска
- •8.3.1 Нулевой риск
- •8.3.2. Приемлемый риск
- •8.4 Принципы управления риском
- •8.4.1 Управление риском.
- •8.4.2 Оценка риска
- •8.4.3 Модель управления риском
- •8.5 Регулирование снижения рисков и смягчения последствий чрезвычайных ситуаций
- •8.5.1 Государственное регулирование проблемы
- •8.5.2 Задачи регулирования
- •8.5.3 Основы регулирования
- •8.6 Некоторые аспекты управления аварийным риском
- •8.7 Страхование экологических рисков
- •9 ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МЕНЕДЖМЕНТ
- •ПРИЛОЖЕНИЯ
- •Приложение П 1. Глоссарий основных определений
- •Приложение П 2. Вопросы для самопроверки:
- •К разделу 1
- •К разделу 2
- •К разделу 3
- •К разделу 4
- •К разделу 5:
- •К разделу 7
- •К разделу 8
- •К разделу 9
- •БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
- •СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ
- •СОДЕРЖАНИЕ
12
ее качестве и охране, основанной на рационализации природопользования.
Энвайронменталистика – комплексная дисциплина о способах и методах очистки отходящих газов и сточных вод, реутилизации отходов и других технических приемов охраны и улучшения ОС. Энвайронменталистика рассматривается как часть энвайронментологии.
Таким образом, можно констатировать, что наука о нашем доме – Земле приобретает определяющее значение в системе знаний и должна занять достойное место как одна из составных частей всех ступеней образования.
1.2 Биосфера как планетарная организация жизни
Если взглянуть на планету Земля из Космоса, биосфера представляется как тонкая живая наружная оболочка, покрывающая «тело» Земли и распространяющаяся также на литосферу, водную среду и верхние слои атмосферы, т.е. основные компоненты природной среды.
Представление о жизни как о сплошной «пленке» живого вещества, покрывающего Землю, сформировалось уже в 18 веке в трудах немецкого ученого Ламарка.
Однако только в 1920-х годах советским биохимиком В. И. Вернадским было разработано общее научное учение о биосфере, которую он определил как ноосферу.
Понятие «ноосфера» шире понятия «биосфера», поскольку оно рассматривает в качестве единой системы планету Земля и обозримую для человека часть космоса.
Сам термин «ноосфера», определяемый как разумный покров Земли, введен геологами и крупными учеными
Эмануилем Лоруа и Пьером Тейяром де Шарденом,
учениками В. И. Вернадского в 1927 году в г. Сорбоне [3]. Возникает ряд вопросов:
13
Чем же особенным отличаются живые организмы от остальных природных тел?
Почему область, занятую жизнью, мы выделяем в особую область – биосферу?
Какова роль живых организмов, или как писал В. И. Вернадский, «живого вещества» в изменении облика планеты Земля?
Объяснение, касающееся отличительных свойств живого как способного к саморазмножению, движению и т.д., и неживого вещества, не обладающего этими свойствами, не совсем верно.
Основной отличительной особенностью живого вещества в целом является способ использования энергетических и информационных потоков.
Живые существа являются уникальными природными объектами (ПО), способными улавливать энергию, приходящую из Космоса, идущую из глубин Земли, а также испускаемую растениями, костным (неживым) веществом и отдельными живыми организмами.
Энергию, приходящую из Космоса преимущественно в виде солнечного света, живые организмы удерживают в виде энергии сложных органических соединений (биомассы) и способны:
−«расщеплять», концентрировать и преобразовывать эту энергию внутри себя;
−передавать эту энергию друг другу;
−трансформировать в другие виды энергии: механическую, электрическую, тепловую и др.
Неживые тела не обладают способностью к столь сложным преобразованиям энергии. Они преимущественно рассеивают ее. Например, камень под действием солнечного света нагревается, и только, он не может преобразовать эту энергию в движение или представлять собой источник увеличения своей массы.
14
Очевидно, что для существования жизни на планете необходим внешний источник энергии. На Земле основным внешним источником энергии для биосферы являются излучения Солнца.
Сама же биосфера представляет собой сложную физико-химическую систему. Эта система получает энергию извне, преобразует часть этой энергии в работу и рассеивает остальную часть энергии в виде тепла и других энергий, пока не определяемых современными приборами.
Так, мощность потока солнечного излучения (солнечная постоянная) в верхних слоях стратосферы составляет 2 кал/(мин см2). Поверхности Земли достигает только 52% этой энергии, из которой в среднем лишь 1% улавливается растениями и превращается в живое вещество биосферы, а остальная энергия тратится на испарение, нагревание и осуществление различных других физических процессов.
Живое вещество биосферы пронизано энергией. Благодаря этой энергии оно становится активным, аккумулирует и распределяет в биосфере полученную в форме солнечного света энергию; превращает эту энергию в земной коре в свободную энергию, способную совершать работу.
Работа, производимая жизнью, состоит в переносе и перераспределении химических элементов в биосфере, создании из них новых тел, благодаря чему значительная часть атомов, составляющих материю земной поверхности, находится в непрерывном круговороте. И не случайно высказывание академика А. Яблокова [4]: «Уничтожение биологического многообразия гораздо более опасно для человечества, чем даже изменение климата или сокращение слоя озона, так как исчезнувший вид восстановить невозможно».
15
Все почвы и минералы верхних слоев земной поверхности (литосферы) – черноземы, глины, известняки, месторождения руд, углей, нефти – образовались и продолжают создаваться только под действием жизни.
Химический состав природных вод в значительной степени сформирован живыми организмами. Состав же атмосферы планеты в ее основных газах – кислороде, азоте и углекислоте – есть создание жизни.
Живое вещество биосферы растекается по земной поверхности и оказывает воздействие на ОС, видоизменяя ее. С течением времени живое вещество неизбежно покрывает весь земной шар и только временно может отсутствовать на отдельных его участках.
Это движение, приводящее к повсеместности жизни, достигается за счет размножения и перемещения организмов.
Общая биомасса живого вещества Земли оценивается в 2,4 1012 тонн сухого вещества, или 10-9 массы планеты.
Ежегодное воспроизводство органической массы растениями составляет около 170 млрд тонн вещества (в сухой массе).
Существование живых организмов основано на потреблении энергии из внешней среды. Так, часть организмов непосредственно использует энергию солнечного света (это растения), другие – химическую энергию потребляемых веществ (это животные организмы).
За счет притока энергии извне живые организмы:
−создают упорядоченные структуры своих тел;
−увеличивают свою биомассу и численность;
−совершают работу.
При этом живым организмам, во-первых, присущ специфический способ преобразования и использования энергии. В частности, преобразование энергии в
16
организмах не основано на использовании разницы температур, как это делается в тепловых машинах.
Живые существа следует рассматривать скорее как химические машины, в которых химическая энергия преобразуется в другие виды энергии.
Вторая особенность живых организмов – их уникальная способность к самовоспроизведению, т.е. к производству форм практически идентичных по структуре и функционированию на протяжении многих поколений.
Несмотря на успехи техники, до сих пор не сконструировано ни одной машины, которая могла бы воссоздавать копию самой себя, начиная с производства материалов и кончая самосборкой.
Самовоспроизведение организмов является не только копированием, но и сопровождается определенной изменчивостью признаков, что приводит к высокой адаптационной пластичности живого вещества и его эволюции во времени с сохранением динамических качеств системы.
Из особенностей функционирования живого вещества по сравнению с костной материей можно заключить, что в составе его должны присутствовать химические соединения, обладающие способностью:
•К самокопированию.
•Образовывать полимерные слои и оболочки, ограждающие живое вещество от костной среды.
•Аккумулировать и передавать химическую энергию.
•Осуществлять химические реакции в условиях обычных температур и давлений с высокой скоростью и без образования побочных продуктов.
Своеобразие строения и функционирования живого вещества как химически активной среды сужает круг химических элементов, которые могли бы стать его
17
структурными компонентами. В частности, из химических элементов, присутствующих в поверхностной оболочке Земли, всеми необходимыми свойствами обладают лишь соединения углерода.
Уникальным свойством углерода является его способность легко образовывать углерод-углеродные связи, составлять полимерные цепи и кольца, содержащие не только одинарные, но и кратные углерод углеродные химические связи. На базе этих связей возможно образование огромного множества разнообразных органических соединений.
Сера и кремний – еще два элемента, склонные к катенированию, т.е. образованию химических связей с самими собой. Но в этом отношении они сильно уступают углероду, поэтому построение живого вещества на основе преимущественно серы или кремния Природа отвергла.
Если сравнить химический состав живого и костного вещества нашей планеты, то поражает значительное несоответствие между распространенностью химических элементов в костных компонентах и их содержанием в живом веществе. Так, содержание углерода в живом веществе в 70 раз выше, чем в земной коре, а кремния намного меньше.
Живые организмы характеризуются избирательностью поглощения из природной среды таких химических элементов, которые необходимы для жизни и жизнедеятельности на Земле. Недостаток или недоступность того или иного необходимого для жизнедеятельности химического элемента (ресурса) в природной среде является основной причиной, ограничивающей рост и размножение (самокопирование) живых организмов.