Прикладная экология. Лекция № 6-7

1.

Самарский государственный технический университет
Институт экологии Волжского бассейна РАН
Лекция № 6-7.
ПРИКЛАДНАЯ ЭКОЛОГИЯ
доцент каф. ХТиПЭ СамГТУ,
доцент, кандидат биологических наук О.В. Козловская

2.

ПРИКЛАДНАЯ ЭКОЛОГИЯ
РАЦИОНАЛЬНОЕ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ И ОХРАНА
ПРИРОДЫ
Охрана природы (окружающей среды) – система
мероприятий, направленных на рациональное
использование, воспроизводство и охрану
природных ресурсов, улучшение состояния
природной среды.
Природопользование (как практическая деятельность
человека) – использование природных ресурсов в
целях удовлетворения потребностей общества.
Природопользование (как наука) – область знаний,
разрабатывающая принципы рационального
(разумного) природопользования (основоположник
Ю.Н. Куражковский).

3.

Правила рационального природопользования и
охраны природы:
1. Правило прогнозирования
2. Правило повышения интенсивности освоения
природных ресурсов
3. Правило комплексности
4. Правило региональности
5. Правило единства использования и охраны природы
6. Правило приоритета охраны природы над ее
использованием

4.

Законы экологии Б. Коммонера:
1. Все связано со всем
2. Все должно куда-то деваться
3. Природа «знает» лучше
4. Ничто не дается даром
Природная (окружающая) среда – естественная среда
обитания и деятельности человека и других живых
организмов.
Природные ресурсы – элементы природы,
необходимые человеку для его жизнеобеспечения и
вовлекаемые им в материальное производство.
Природные условия – элементы природы, влияющие
на жизнь и деятельность человека, но не
вовлеченные в материальное производство.

5.

Классификация природных ресурсов
по принципу исчерпаемости и возобновимости:

6.

Загрязнение окружающей среды
Загрязнение – привнесение в окружающую среду или
возникновение в ней новых (обычно не характерных
для нее) вредных агентов.
Природное загрязнение – в результате естественных
причин (пыльные бури, вулканический пепел и др.).
Антропогенное загрязнение – под влиянием
деятельности человека (выбросы в атмосферу и
сбросы в гидросферу вредных веществ и др.).
По видам загрязняющих агентов:
- физическое загрязнение (тепловое, радиоактивное,
шумовое, электромагнитное, световое и др.)
- химическое загрязнение (тяжелые металлы,
пестициды, СПАВ, пластмассы, аэрозоли и др.)
- биологическое загрязнение (патогенные
микроорганизмы, продукты генной инженерии и др.)
По масштабам: глобальное, региональное и локальное
(местное) загрязнение.

7.

По объектам загрязнения:
загрязнение атмосферного воздуха, поверхностных
и подземных вод, почв и т.д.
Системная классификация загрязнений:
- Ингредиентное загрязнение – совокупность веществ,
чуждых естественным экосистемам (бытовые стоки,
ядохимикаты и удобрения, продукты сгорания и т.д.).
- Параметрическое загрязнение – изменение
качественных параметров окружающей природной
среды (шумовое, тепловое, световое, радиационное,
электромагнитное).
- Биоценотическое загрязнение – воздействия,
вызывающие нарушение в составе и структуре
популяций живых организмов (перепромысел,
направленная интродукция видов и т.д.).
- Стациально-деструкционное загрязнение –
воздействие, приводящее к нарушению экосистем в
процессе природопользования (вырубка лесов,
зарегулирование водотоков, урбанизация и пр.).

8.

Малоотходная технология – способ производства,
обеспечивающий максимально эффективное
использование сырья и энергии, с минимумом
отходов и потерь энергии.
Важное условие малоотходной технологии –
рециркуляция – повторное использование
материальных ресурсов, позволяющее экономить
сырье и энергию и уменьшить образование отходов.
Биотехнология – методы и приемы получения
полезных для человека продуктов, явлений и
эффектов с помощью живых организмов (в первую
очередь микроорганизмов).

9.

АНТРОПОГЕННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА АТМОСФЕРУ И ЕЕ
ЗАЩИТА
Поллютанты – SO2, NO2, СО2, твердые частицы (пыль,
сажа, зола) – 98% выбросов.
Особо опасно радиоактивное загрязнение.
Источники загрязнения атмосферы, %:
Отрасль
Россия
США
Электроэнергетика
32
14
Транспорт
26
60
Металлургия
20
17
Химическая
промышленность
5
Производство нефти
5
Производство бумаги
2
Уничтожение отходов
10
9

10.

Воздействие загрязнения воздуха на организм человека:
Загрязнитель
Воздействия
Диоксид серы
Раздражает бронхи, вызывает легочные и
аллергические заболевания
Оксид углерода
Препятствует кислородному обмену в крови,
поражает нервную систему, нарушает сердечную
деятельность
Углеводороды
Способствует развитию злокачественных
новообразований (ЗНО)
Оксиды азота
Раздражают глаза и слизистые оболочки
Фтор
Поражает костную ткань
Свинец
Поражает нервную систему и костную ткань
Радиоактивные элементы Вызывают ЗНО и врожденные уродства
Количество загрязняющих веществ, приходящихся на человека в течение жизни (70 лет)
Вещество
Масса, кг
Вещество
Масса, кг
Оксид углерода
4200
Фенол
2,1
Углеводороды
2800
Тяжелые металлы
1,0
Фториды
6,3
Бензапирен
7,0

11.

Парниковый эффект – разогрев нижних слоев
атмосферы из-за поступление CO2, CH4, NO2 и др.
Повышение уровня Мирового океана – затопление
приморских равнин, разрушение растительного
покрова, увеличение испарения и т.п.
Разрушение озонового слоя – понижение до 50% и более
содержания озона О3 при поступлении фреонов
(хлорфторуглероды), применяемых как хладагенты,
пенообразователи и распылители.
Увеличение потока УФ-лучей губительно для живых
организмов из-за способности вызывать мутации.
Кислотные дожди – дождь или снег, подкисленный до
рН<5,6 из-за растворения в атмосферной влаге
выбросов (SO2, NO2, HCl, H2S и др.) – гибель живых
организмов.
Смог – ядовитая смесь дыма, тумана и пыли, образуется
при отсутствии ветра и при температурной инверсии:
лондонский (зимний) смог и лос-анджелесский
(летний) смог – обострение респираторных
заболеваний, раздражение глаз, ухудшение
физического состояния и до летального исхода.

12.

Рейтинг городов Волжского бассейна по индексу загрязнения
атмосферы города
Город
ИЗА
Место
Город
ИЗА
Место
Иваново
16,5
11
Набережные
Челны
11,7
32
Волжский
14,0
14
Пермь
11,1
35
Новочебоксарск
13,9
16
Березняки
11,0
36
Соликамск
13,6
17
Волгоград
11,0
38
Владимир
13,4
19
Балаково
10,9
39
Чебоксары
13,1
20
Самара
9,2
62
Саратов
12,3
24
Сызрань
8,0
76
Нижнекамск
12,1
26
Тольятти
7,3
82
Стерлитамик
12,0
28
Новокуйбышевск
6,8
86

13.

Защита атмосферы
– экологизация технологических
процессов;
– очистка газовых выбросов от
вредных примесей;
– рассеивание газовых выбросов
в атмосфере;
– соблюдение нормативов
допустимых выбросов вредных
веществ;
– устройство санитарно-защитных
зон и др.
Для очистки выбросов от
аэрозолей применяют
различные типы устройств:
- сухие пылеуловители
(циклоны),
- мокрые пылеуловители
(скрубберы и др.),
- фильтры, электрофильтры и др.

14.

АНТРОПОГЕННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ГИДРОСФЕРУ И
ЕЕ ЗАЩИТА
Источники загрязнения гидросферы: неочищенные
сточные воды, пестициды, удобрения, нефть и
нефтепродукты.
Последствия загрязнения гидросферы: гибель
гидробионтов, снижение устойчивости экосистем,
эвтрофикация и т. д.
Эвтрофикация вод – повышение биопродуктивности
водных объектов в результате накопления биогенных
элементов (азота, фосфора, калия и др.).
Истощение вод – при изъятие большого количества
воды из рек (регрессия Аральского моря).

15.

Водопотребление по континентам
Континент Среднего
довой
сток рек,
км2/год
Водопотребление, % к стоку
Европа
1970 г.
2000 г.
Общее
В т.ч.
Общее
безвозврат
ное
В т.ч.
безвозврат
ное
3210
10,0
3,1
23,0
7,5
Азия
14410
10,4
7,6
22,7
13,9
Африка
4570
2,8
2,2
8,3
5,5
Северная
Америка
8200
6,6
2,0
15,8
3,4
Южная
Америка
11760
0,6
0,4
2,5
2,1
Австралия
и Океания
2390
1,0
0,5
2,5
1,2
Всего
46540
5,8
3,4
13,0
6,7

16.

Защита гидросферы
– развитие безотходных
и безводных
технологий и
оборотного
водоснабжения;
– очистка сточных вод;
– закачка сточных вод в
глубокие горизонты
(подземное
захоронение);
– очистка и
обеззараживание вод,
используемых для
водоснабжения.

17.

АНТРОПОГЕННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПОЧВУ И ЕЕ
ЗАЩИТА
Причины деградации (снижения плодородия) и полного
разрушения почв:
Водная эрозия – процесс разрушения почвенного
покрова под действием талых и дождевых вод.
Ветровая эрозия (дефляция) – процесс разрушения
почвенного покрова под действием ветра (пыльные
бури и повседневная дефляция).
Промышленная эрозия почв – разрушение почвенного
покрова промышленной деятельностью человека
(отчуждение почв городами, поселками, дорогами,
трубопроводами, свалками).
Затопление, разрушение и засоление почв водами
водохранилищ.
Вторичное засоление – засоление почв при орошении в
результате подъема уровня минерализованных
грунтовых вод.
Промышленное, с/х и радиоактивное загрязнение почв.

18.

Защита почв
– защита почв от водной и ветровой эрозии;
– рекультивация нарушенного почвенного покрова;
– защита почв от засоления;
– защита почв от загрязнения продуктами техногенеза.
Полезащитная
лесополоса
Рекультивация земель
после добычи
каменного угля

19.

Рекультивация земель
после добычи
железной руды
Рекультивация
земель –
мероприятия по
восстановлению
и оптимизации
нарушенных
ландшафтов.

20.

АНТРОПОГЕННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА БИОСФЕРУ И ЕЕ
ЗАЩИТА
Деградация растительного покрова
К сокращению или уничтожению видов растений ведут
следующие антропогенные факторы:
Прямое уничтожение в ходе использования, при
создании водохранилищ, в ходе разработок
ископаемых, при пожарах, распашки новых угодий;
Ухудшение условий жизни растений при орошении,
осушении, загрязнении среды токсичными
веществами, заносе вредных организмов и др.
Леса занимают 40 млн. км2 или около 1/3 поверхности суши. За
последние 10 тыс. лет на Земле сведено 2/3 лесов, из них
около 5 млн. км2 превратились в бесплодные пустыни.
Тропические
леса,
называемые
«легкими
планеты»
вырубаются со скоростью около 26 га в минуту и могут
исчезнуть через 25 лет. Вырубленные участки влажного
тропического леса не восстанавливаются, на месте их
образуются малопродуктивные кустарниковые формации.

21.

Деградация животного мира
К сокращению или уничтожению видов животных
ведут следующие антропогенные факторы:
Прямое уничтожение в результате промысла
животных, при применении химических веществ для
борьбы с вредителями сельского хозяйства;
Ухудшение условий жизни растений в результате
вырубки лесов, распашки степей, осушения болот,
сооружения плотин, строительства городов,
загрязнения атмосферы, воды, почвы и т.д.
Вымершие животные – тур, тарпан, морская
(стеллерова) корова, очковый (стеллеров) баклан,
голубая лошадиная антилопа, зебра кваггу,
нелетающий голубь дронт и др.
Потеря любого биологического вида крайне
нежелательна для биосферы!

22.

Защита биотических сообществ
– эффективное использование растительных и
животных ресурсов;
– борьба с лесными, степными, торфяными пожарами;
– лесовозобновление;
– защита растений от вредителей и болезней;
– охрана отдельных видов живых организмов и их
сообществ;
– организация особо охраняемых природных
территорий (ООПТ).
Сведения об исчезающих, редких, сокращающихся и
безвозвратно исчезнувших видах растений,
животных и других организмов содержатся в
Красной книге.
Существуют международная, федеральная и
республиканские (областные, краевые) Красные
книги.

23.

Из более 1500 видов растений, произрастающих в
Самарской области – в Красную книгу РФ занесены
39 видов:
ковыль перистый, ковыль опушеннолистный,
ковыль красивейший, венерин башмачок настоящий,
ирис низкий, копеечник крупноцветковый,
пион тонколистный, полынь солянковидная,
прострел луговой, пыльцеголовник красный,
рябчик русский, тимьян жигулевский,
тонконог жестколистный, тюльпан Геснера,
шаровница точечная, ятрышник обожженный,
ятрышник шлемовидный и др.
Из животных Самарской области в Красную книгу РФ
занесены 30 видов:
дыбка степная, красотел пахучий, жук-олень,
аполлон, пчела-плотник, шмель степной,
осетр русский, черный аист, беркут, змееяд,
орлан-белохвост, сапсан, скопа, дрофа,
выхухоль русская, вечерница гигантская и др.

24.

дыбка степная
беркут
выхухоль