58. Экологические аспекты круговорота техногенных веществ в природе. Проблемы экологического нормирования вредных веществ. Понятия пдв, пдк, пду.

Эколог аспекты круговорота в-в.

В биосфере Земли происходит постоянный процесс движения и перераспределения вещества. В ней осуществляется массовый перенос твердых, жидких и газообразных тел при различных температурах и давлениях. В ходе различных хим и физ процессов осуществляются так называемые круговороты вещества, различные как по протяженности во времени, так и по степени охвата оболочек земного шара и прилегающей к нему атмосферы.    К главным особенностям техногенного круговорота веществ следует отнести более высокую скорость протекания составляющих его процессов по сравнению с естественными круговоротами, а также наличие неупорядоченности и разомкнутости в большинстве составляющих его звеньев. Тем не менее уже свершившимся фактом является наличие большого количества загрязняющих веществ в нашей среде обитания, вредность которых в первую очередь определяется: - их устойчивостью в среде,- биологической доступностью, - вероятностью вызывать негативные эффекты в очень малых концентрациях. Всеми этими характеристиками обладают химические элементы, отнесенные к группе тяжелых металлов. Их токсичность проявляется в способности легко аккумулироваться живыми организмами, вызывая даже в малых количествах нарушения их функционирования. В процессе перемещения по геохимическим циклам эти элементы, в силу своих химических свойств, слабо трансформируются и накапливаются в окружающей среде. В настоящее время приоритетными загрязнителями признаны ртуть (Hg), свинец (Pb), кадмий (Cd), мышьяк (As), медь (Cu), ванадий (V), олово (Sn), цинк (Zn), сурьма (Sb), молибден (Mo), кобальт (Co), никель (Ni). Особо опасны органические и летучие соединения ртути (Hg), селена (Se), теллура (Te), мышьяка (As), свинца (Pb), палладия (Pd), образующиеся в выхлопных газах автомобилей.      Постоянному сиюминутному загрязнению подвержен атмосферный воздух крупных городов с развитой сетью промышленных предприятий и перегруженных транспортными средствами. В настоящее время выбросы в атмосферу в промышленных зонах являются наиболее опасным видом загрязнения с прямым экологическим воздействием.

С промышленными и коммунальными стоками, в результате атмосферных выпадений происходит поступление тяжелых металлов и в природные воды [8,9]. Помимо непосредственного загрязнения источников питьевого водоснабжения большую опасность представляет загрязнение гидробионтов, которых человек употребляет в пищу.      Основным резервуаром, где откладываются тяжелые металлы, является почва. Почва накапливает многолетние поступления тяжелых металлов, попадающие в нее из атмосферы в составе газообразных выделений, дымов и техногенной пыли; в виде отходов промышленности, сточных вод, бытового мусора, минеральных удобрений

Экологическое нормирование предполагает учет так называемой допустимой нагрузки на экосистему. Допустимой считается такая нагрузка, под воздействием которой отклонение от нормального состояния системы не превышает естественных изменений и, следовательно, не вызывает нежелательных последствий у живых организмов и не ведет к ухудшению качества среды. Как экологическое, так и санитарно-гигиеническое нормирование основаны на знании эффектов, оказываемых разнообразными факторами воздействия на живые организмы. Одним из важных понятий в токсикологии и в нормировании является понятие вредного вещества.

Установление нормативов качества окружающей среды и продуктов питания основывается на концепции пороговости воздействия. Порог вредного действия - это минимальная доза вещества, при воздействии которой в организме возникают изменения, выходящие за пределы физиологических и приспособительных реакций, или скрытая (временно компенсированная) патология. Таким образом, пороговая доза вещества (или пороговое действие вообще) вызывает у биологического организма отклик, который не может быть скомпенсирован за счет гомеостатических механизмов (механизмов поддержания внутреннего равновесия организма).

Нормативы, ограничивающие вредное воздействие, устанавливаются и утверждаются специально уполномоченными государственными органами в области охраны окружающей природной среды, санитарно-эпидемиологического надзора и совершенствуются по мере развития науки и техники с учетом международных стандартов. В основе санитарно-гигиенического нормирования лежит понятие предельно допустимой концентрации.

Предельно допустимые концентрации (ПДК) - нормативы, устанавливающие концентрации вредного вещества в единице объема (воздуха, воды), массы (пищевых продуктов, почвы) или поверхности (кожа работающих), которые при воздействии за определенный промежуток времени практически не влияют на здоровье человека и не вызывают неблагоприятных последствий у его потомства.

Существуют лишь ограниченные перечни веществ, обладающих эффектом суммации при их одновременном содержании в атмосферном воздухе.

Предельно-допустимый уровень (ПДУ) — законодательно утверждённая верхняя граница величины некого воздействующего фактора (шум, радиоактивность, напряжённость электромагнитного поля, концентрация веществ и т. д.), которая допускается при той или иной человеческой деятельности, как не приводящая к травмам или другим повреждениям организма.

Предельно допустимые выбросы (ПДВ) - это количественная норма выброса в атмосферу вредных загрязняющих веществ. Норматив проектов пдв устанавливается для стационарных источников загрязнения атмосферного воздуха. Проекты пдв разрабатываются с учетом технических нормативов выбросов и фонового загрязнения атмосферного воздуха, при условии не превышения данным источником гигиенических и экологических нормативов качества атмосферного воздуха, предельно допустимых (критических) нагрузок на экологические системы и других экологических нормативов.

59. Современное учение о биосфере. Учение В. И.Вернадского о биосфере. Структура биосферы. Ноосфера. Концепция устойчивого развития общества и природы как путь предотвращения экологического кризиса на Земле. 

Учение В. И.Вернадского о биосфере.

По представлениям В. И. Вернадского, био­сфера включает следующие вещества:

Живое (все живые организмы); биогенное (нефть, известняки и др.); косное (магматические горные породы); биокосное (образованное живыми организ­мами); радиоактивное; космическое (метеориты и др.); рассеянные атомы. Все перечисленные типы веществ, несмотря на различия в происхождении, геологические связаны друг с другом.

Основные аспекты учения В. И. Вернадского: 1) «живое вещество» участвует в изменении облика планеты (так как именно живые организмы способны улавливать и преобразовывать солнечную энергию); 2) организованность биосферы проявляется в согласованном взаимодействии живого и неживого, взаимной приспособляемости организма и среды; 3) биосфера возникла и развивалась в результате длительной эволюции под действием биотических и абиотических факторов.

Кратко идеи В. И. Вернадского об эволюции биосферы можно представить так:

1. первой сформировалась литосфера, а после появления жизни на суше образовалась био­сфера;

2. на протяжении всей геологической истории Земли отсутствуют геологические эпохи, лишенные жизни. Поэтому современное живое вещество генетически связано с живым веществом предыдущих геологических эпох;

3. живые организмы осуществляют миграцию химических элементов из литосферы в гидро­сферу и почву, обмен элементами между гид­росферой, почвой и атмосферой, между су­шей и морем, круговорот воды, углерода и других веществ, входящих в состав живого вещества; 4)геологический эффект деятельности живых организмов обусловлен огромным их коли­чеством и длительностью их действия; 5)основным фактором развития биосферы являет­ся биохимическая энергия живого вещества. В. И. Вернадский ввел представление о ноосфере (сфере разумной жизни) как о новой обо­лочке Земли, так как именно с появлением человека биосфера приобрела новое качество. Деятельность человека является мощным эко­логическим фактором. Распашка огромных тер­риторий, вырубка лесов, добыча полезных иско­паемых, строительство водохранилищ и т.п. все это существенно сказывается на климате, рельефе местности, составе атмосферы и др. На учении о биосфере В. И. Вернадского осно­вываются современные представления о взаи­мосвязи и взаимодействии живой и неживой природы, а также способы рационального при­родопользования и охраны окружающей среды.

Биосферой  В. И. Вернадский назвал ту область нашей планеты, в которой существует или когда‑либо существовала жизнь и которая постоянно подвергается или подвергалась воздействию живых организмов.

Всю совокупность организмов на планете В. И. Вернадский назвал живым веществом,  рассматривая в качестве его основных характеристик суммарную массу, химический состав и энергию.

Косное вещество,  по В. И. Вернадскому, – это совокупность тех веществ в биосфере, в образовании которых живые организмы не участвуют.

Биогенное вещество  создается и перерабатывается жизнью, совокупностями живых организмов. Это источник чрезвычайно мощной потенциальной энергии (каменный уголь, битумы, известняки, нефть); биокосное вещество.  В. И. Вернадский писал, что оно «создается в биосфере одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя системы динамического равновесия тех и других». Организмы в биокосном веществе играют ведущую роль. Биокосное вещество планеты – это почвы, кора выветривания, все природные воды, свойства которых зависят от деятельности на Земле живого вещества. Биосфера, таким образом, – это та область Земли, которая охвачена влиянием живого вещества.

Ноосфера  — сфера взаимодействия общества и природы, в границах которой разумная человеческая деятельность становится определяющим фактором развития (эта сфера обозначается также терминами «антропосфера», «биосфера», «биотехносфера»). Н. — предположительно новая, высшая стадия эволюции биосферы, становление которой связано с развитием общества, оказывающего глубокое воздействие на природные процессы. Н. можно охарактеризовать как единство «природы» и «культуры».

Устойчивое развитие – путь к решению экологических и экономических проблем.

Под понятием устойчивого развития понимается такое развитие, которое удовлетворяет потребности настоящего времени, но не ставит под угрозу способность будущих поколений удовлетворять свои потребности. Иными словами человечество должно научиться "жить по средствам", использовать природные ресурсы, не подрывая их.

В основе этой концепции лежит тот факт, что если три четверти населения Земли, ныне проживающие в слабо развитых странах, пойдут по тому же пути развития своих экономических систем, что и жители развитых стран, то планета совершенно очевидно не выдержит столь мощного потребления её ресурсов и загрязнения окружающей среды и грянет неминуемая экологическая катастрофа.

В рамках концепции устойчивого развития возможны три пути обеспечения экологической безопасности на Земле.

1)сохранение расширенного производства естественных экосистем, прежде всего растительных сообществ, средообразующая функция которых является гарантией нормальных динамических равновесий в среде обитания человека.

2)управление природно-хозяйственными системами, средообразующая функция которых эквивалентна функциям естественных экосистем, место которых они заняли.

3)внедрение экологически чистых технологий, устраняющих последствия хозяйственной деятельности, неблагоприятные для жизни человека.

60. Глобальные экологические проблемы и пути их решения. Современные концепции перехода общества на модель устойчивого экологического развития. Состояние природных ресурсов и экологические проблемы Чувашской Республики. 

Глоб экол проблемы являются общими для всей биосферы и для всего человечества. Главные из них:– обеспечение населения продовольствием и водой;– защита людей от негативных последствий научно-технического прогресса;– обеспечение растущих потребностей мирового хозяйства в энергии и в природных ресурсах;– охрана природной среды от разрушительного антропогенного воздействия, защита среды от разнообразных загрязнений – физических, химических, биологических;– сохранение биологического (генетического) разнообразия: многообразия сообществ и экосистем, видов и генофонда каждого вида как представителя таксономической группы и сообщества.

Основные глоб проблемы: разрушение прир среды, загрязнение атмосферы, загрязнение почвы, загрязнение воды, проблема озонового слоя, проблема кислотных осадков, проблема парникового эффекта, проблема перенаселения планеты, энергетическая проблема, сырьевая проблема, проблема сокращения лесного покрова планеты, опустынивание обширных территорий, сокращение и обеднение генофонда.

400 лет назад каждые 3 года вымирал один биологический вид. В наше время каждые 8 месяцев на Земле вымирает один вид. Исчезновение одного вида растений может привести к гибели 10 видов животных. К глоб экол проблемам также относится защита людей от особо опасных заболеваний.

 Международное сотрудничество в деле охраны природы.

Глобе экол проблемы обострились после Второй мировой войны. Для их решения в 1948 г. был образован Международный союз охраны природы и природных ресурсов (МСОП).

Первоочередной задачей МСОП являлось составление Красных книг – списков редких и находящихся под угрозой исчезновения видов. В 1963-1966 гг. была издана первая Международная Красная книга. В 1980 г. вышло ее четвертое издание. В 1978-1984 гг. издается Красная книга СССР, а в 1985 г. – Красная книга Российской Федерации.

В 1980 г. Международным союзом охраны природы и природных ресурсов была разработана «Всемирная стратегия охраны природы».

Всемирная стратегия сформулировала первоочередные задачи охраны природы: – Поддержание главных экологических процессов в экосистемах. – Сохранение генетического разнообразия.

– Долгосрочное рациональное использование видов и экосистем.

Современные концепции перехода общества на модель устойчивого экологического развития. Концепция глобального управления базируется на идее единства и тесной взаимосвязи материального мира. Потому эффективность охраны природы планеты напрямую зависит от коллективных усилий всего международного сообщества. Сторонники этой концепции исходят из того, что весь материальный мир един и взаимосвязан, что задачи эффективной охраны природы планеты могут быть решены лишь коллективными усилиями всего международного сообщества. Они предлагают создать надгосударственный орган, который бы управлял охраной и использованием окружающей природной среды во всех странах и регионах. Его решения и требования в области экологической политики должны стать обязательными для всех стран на планете.

Необходима революция которая предусматривает качественные изменения в мышлении человека, о переходе от потребительской психологии к осознанию рационального природопользования с учетом охраны окружающей природной среды; а не потрясения в сфере научного, экономического, политического или социального развития общества.

Теория экологической революции предусматривает следующие требования:- переоценка взглядов на природу как источник потребления;- пропаганда охраны окружающей среды; - изменение методов хозяйствования, которые способствуют загрязнению и истощению природной среды.

Состояние природных ресурсов и экологические проблемы Чувашской Республики. 

Концентрация предприятий машиностроительной, электротехнической, химической промышленности, рост сети транспортных магистралей и другие факторы способствуют росту антропогенной нагрузки на окружающую. Особое место среди них занимает проблема качества воды Чебокс водохранилища как основного источника водоснабжения градопромышленной агломерации Чебоксары – Новочебоксарск. Неудовлетворительное качество воды в Чебоксарском и Куйбышевском водохранилищах, а также в р. Сура во многом объясняется трансграничным переносом загрязняющих веществ, поступающих из соседних с Чувашией регионов по рекам Сура и Волга. На территории Чувашской Республики расположено свыше 1400 промышленных, сельскохозяйственных и коммунальных предприятий, имеющих более 11 тыс. стационарных источников загрязнения атмосферы. В составе выбросов углеводороды (без ЛОС) – 35%, оксид углерода – 27%, оксиды азота – 13%, диоксид серы –11%, твердые вещества – 8%. Наибольшие выбросы, как и в предыдущие годы, приходятся на газовую отрасль (“Волготрансгаз” – 39,5% объема выбросов по республике), значительно меньше – на электроэнергетику (16,7%), машиностроение и металлообработку (8,7%), жилищное и коммунальное хозяйство (16,6%), химическую промышленность (4,9%). Среди предприятий по объему выбросов выделяются: Чебокс агрегатный завод (4%), ОАО “Химпром” (3%).

В последние годы большой вклад в загрязнение воздушного бассейна вносит автотранспорт, особенно в г. Чебок.

В водоемах респ обитает более 40 видов рыб, из к-ых промысловое значение имеют лещ, судак, жерех, щука, чехонь, карась, плотва, густера, белоглазка, окунь, тюлька, уклей. В водоемах респ произрастает редкий вид – водяной орех плавающий или чилим. Ядро фауны составляют виды европейского комплекса. В национальном парке “Чаваш Вармане” разнообразна фауна редких насекомых, некоторые из них занесены в Красную книгу РФ (восковик-отшельник, апполон). В гос природном заповеднике “Присурский” обитает выхухоль – вид, занесенный в Красную книгу Российской Федерации и Красную книгу Всемирного союза охраны природы (МСОП).

В настоящее время в республике имеются 3 ООПТ федерального значения, 87 ООПТ регионального значения.