Рациональное природопользование и охрана окружающей среды Лекция 7

Рациональное природопользование и охрана окружающей среды Лекция 7 доцент, к. х. н. Подолина Е. А.

План лекции • Экологические принципы рационального природопользования и охраны окружающей среды. • Особо охраняемые природные территории. • Экологические нормативы и стандарты. • Антропогенные загрязнения. • Качество среды и здоровье человека.

План семинарского занятия 7 • Виды мониторинга окружающей среды. • Охрана атмосферного воздуха воды и почвы.

Экологические принципы рационального природопользования и охраны окружающей среды

Природопользование – использование природных ресурсов в целях удовлетворения материальных и культурных потребностей общества, а также область знаний, разрабатывающая принципы рационального природопользования. Различают рациональное и нерациональное природопользование. Рациональное природопользование – хозяйственная деятельность человека, обеспечивающая экономическое использование природных ресурсов и условий, их охрану и воспроизводство с учетом не только настоящих, но и будущих интересов общества. Нерациональное природопользование ведет к истощению природных ресурсов, загрязнению окружающей среды, нарушению экологического равновесия природных систем, то есть к экологическому кризису или катастрофе.

Охрана окружающей природной среды – система международных, государственных и общественных мероприятий, направленных на рациональное использование, воспроизводство и охрану природных ресурсов, и улучшение состояния природной среды в интересах удовлетворения материальных и культурных потребностей как существующих, так и будущих поколений людей.

Основные цели природопользования: рациональное размещение отраслей производства на Земле; определение целесообразных направлений пользования природными ресурсами в зависимости от их свойств; рациональная организация взаимоотношений между отраслями производства при совместном пользовании угодьями: исключение вредных влияний на природные ресурсы, обеспечение воспроизводства для растущих производств – расширение воспроизводства используемых ресурсов, комплексность пользования природными ресурсами; создание здоровой среды обитания для людей и полезных им организмам: предупреждение ее загрязнения и заражения в результате человеческой деятельности, ликвидация естественно существующих в ней вредных компонентов и недостаточностей; • рациональное преобразование природы.

В основе рационального природопользования и охраны природы лежат разные мотивы: экономический, здравоохранительный, эстетический, научно познавательный, восстановительный.

Экономический – важнейший мотив, как в прошлом, так и в настоящее время, ибо вся хозяйственная деятельность человека и само его существование основаны на использовании природных ресурсов. Здравоохранительный – возник относительно недавно в связи с усиливающимся загрязнением окружающей среды, результатом которого являются многочисленные заболевания и снижение продолжительности жизни населения. Эстетический – подразумевает поддержание хотя бы отдельных природных комплексов в состоянии, способном удовлетворять эстетические потребности человека, которые не менее важны, чем все остальные. Научно-познавательный – имеет в виду сохранение биологического разнообразия организмов, неизменных участков природы, ее отдельных произведений. Воспитательный – подразумевает необходимость охраны природы для формирования духовных потребностей человека. Конечная цель рационального природопользования и охраны природы – обеспечение благоприятных условий для жизни человека, развития хозяйства, науки, культуры, для удовлетворения материальных и культурных потребностей всего человеческого общества.

Особо охраняемые природные территории

Особо охраняемые природные территории (ООПТ) предназначены для сохранения типичных и уникальных природных ландшафтов, разнообразия животного и растительного мира, охраны объектов природного и культурного наследия. Особо охраняемые природные территории относятся к объектам общенационального достояния. Экологическая доктрина Российской Федерации (одобрена распоряжением Правительства Российской Федерации от 31 августа 2002 г. № 1225 р) рассматривает создание и развитие особо охраняемых природных территорий разного уровня и режима в числе основных направлений государственной экологической политики.

В соответствии с Федеральным законом “Об особо охраняемых природных территориях” различают следующие основные категории указанных территорий: – государственные природные заповедники, в том числе биосферные; – национальные парки; – природные парки; – государственные природные заказники; – памятники природы; – дендрологические парки и ботанические сады; – лечебно оздоровительные местности и курорты.

По данным государственного кадастра особо охраняемых природных территорий федерального значения, на 31 декабря 2007 г. общее количество особо охраняемых природных территорий федерального значения равнялось 272, их общая площадь с морской акваторией составляла 55, 5 млн. га. Площадь суши с внутренними пресноводными водоемами – 46, 1 млн. га, что составляет 2, 72% территории Российской Федерации, площадь особо охраняемой морской акватории – 9, 4 млн. га.

К числу основных международных договоров и программ, касающихся особо охраняемых природных территорий России, относятся: – Конвенция о водно болотных угодьях, имеющих международное значение главным образом в качестве местообитаний водоплавающих птиц; – Конвенция об охране всемирного культурного и природного наследия; – двусторонние (трехсторонние) соглашения о создании и функционировании особо охраняемых природных территорий, примыкающих к государственной границе.

Список всемирного наследия: 15 объектов культурного наследия и восемь – природного. природные комплексы: “Девственные леса Коми”, “Озеро Байкал”, “Вулканы Камчатки”, “Золотые горы Алтая”, “Западный Кавказ”, “Центральный Сихотэ Алинь”, “Убсунурская котловина”, “Остров Врангеля”.

– государственный природный заповедник “Путоранский” – природный парк “Ленские Столбы” в Якутии – государственный природный заповедник “Магаданский” – государственный природный заповедник “Даурский” – государственный природный заповедник “Командорский”

В настоящее время ведутся работы по представлению в Список ЮНЕСКО Большого Васюганского болота (Томская область), государственного природного заповедника “Столбы” близ Красноярска, Астраханского государственного природного заповедника (номинация “Дельта Волги”), Ильменского заповедника (Челябинская область).

Экологические нормативы и стандарты Основные экологические нормативы качества окружающей среды и воздействия на нее следующие: Нормативы качества (санитарно гигиенические): предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ; предельно допустимый уровень (ПДУ) вредных физических воздействий: радиации, шума, вибрации, магнитных полей и др. Нормативы воздействия (производственно хозяйственные): предельно допустимый выброс (ПДВ) вредных веществ; предельно допустимый сброс (ПДС) вредных веществ. Комплексные нормативы: предельно допустимая экологическая (антропогенная) нагрузка на окружающую среду.

Предельно допустимая концентрация (количество) (ПДК) – количество загрязняющего вещества в окружающей среде (почве, воздухе, воде, продуктах питания), которое при постоянном или временном воздействии на человека не влияет на его здоровье и не вызывает неблагоприятных последствий у его потомства. ПДК рассчитывают на единицу объема (для воздуха, воды), массы (для почвы, пищевых продуктов) или повер хности (для кожи работающих). Предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны (ПДКрз) – это максимальная концентрация, которая при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 часов или при другой продолжительности, но не более 41 часа в неделю, на протяжении всего рабочего стажа не должна вызывать заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами исследования, в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений. Предельно допустимая концентрация максимально разовая (ПДКмр) – это максимальная концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест, не вызывающая при вдыхании в течение 20 минут рефлекторных реакций в организме человека.

Предельно допустимая концентрация в воде водоема хозяйственно питьевого и культурно бытового водопользования (ПДКв) – это максимальная концентрация вредного веще ства в воде, которая не должна оказывать прямого или кос венного влияния на организм человека в течение всей его жизни и на здоровье последующих поколений, и не должна ухудшать гигиенические условия водопользования. Предельно допустимая концентрация в воде водоема, исполь зуемого длярыбохозяйственных целей (ПДКвр) – это максимальная концентрация вредного вещества в воде, которая не должна оказывать вредного влияния на популяции рыб, в первую очередь промысловых. Предельно допустимая концентрация в пахотном слое почвы (ПДКп) – это максимальная концентрация вредного вещества в верхнем, пахотном слое почвы, которая не должна оказывать прямого или косвенного отрицательного влияния на здоровье человека, плодородие почвы, ее самоочищающую способность, соприкасающиеся с ней среды и не приводящее к накоплению вредных веществ в сельскохозяйствен ных культурах.

Предельно допустимая концентрация (допустимое остаточное количество) вредного вещества в продуктах питания (ПДКпр) – это максимальная концентрация вредного веще ства в продуктах питания, которая в течение неограниченно продолжительного времени не вызывает заболеваний или отклонений в состоянии здоровья человека. Предельно допустимый уровень (ПДУ) – это максимальный уровень воздействия радиации, шума, вибрации, магнитных полей и иных вредных физических воздействий, который не представляет опасности для здоровья человека, состояния жи вотных, растений, их генетического фонда. ПДУ – это то же, что ПДК, но для физических воздействий. В тех случаях, когда ПДК или ПДУ не определены и нахо дятся только на стадии разработки, используют такие показатели, как ОДК – ориентировочно допустимая концентрация, или ОДУ – ориентировочно допустимый уровень, соответственно.

Предельно допустимый выброс (ПДВ) или сброс (ПДС) – это максимальное количество загрязняющих веществ, которое в единицу времени разрешается данному конкретному предприятию выбрасывать в атмосферу или сбрасывать в водоем, не вызывая при этом превышения в них предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ и неблагоприятных экологических последствий. Если в воздухе или воде населенных пунктов, где расположены предприятия, концентрации вредных веществ превышают ПДК, то по объективным причинам значения ПДВ и ПДС не могут быть достигнуты. Для таких предприятий устанавлива ются значения ременно в согласованных выбросов вредных веществ (ВСВ) и временно согласованных сбросов вредных веществ (ВСВ) соответственно, и вводится поэтапное снижение показателей выбросов и сбросов вредных веществ до значений, которые обеспечивают соблюдение ПДВ и ПДС. В настоящее время в России на нормативах ПДВ работают лишь 15÷ 20% загрязняющих производств, на ВСВ – 40÷ 50%, а остальные загрязняют среду на основе лимитных выбросов и сбросов, которые определяют по фактическому выбросу на определенном отрезке времени.

Предельно допустимая экологическая (антропогенная) нагрузка на окружающую среду – это максимальная интенсивность антропогенного воздействия на окружающую среду, не приводящая к нарушению устойчивости экологических систем. Потенциальная способность природной среды перенести ту или иную антропогенную нагрузку без нарушения основных функций экосистем определяется как емкость природной среды, или экологическая емкость территории. Устойчивость экосистем к антропогенным воздействиям зависит от следующих показателей: 1) запасы живого и мертвого органического вещества; 2) эффективность образования органического вещества или продукции растительного покрова и 3) видовое и структурное разнообразие. В зависимости от соответствия уровня хозяйственной деятельности человека экологической емкости территории природопользование можно разделить на экстенсивное и равновесное.

Антропогенные загрязнения Различают загрязнение атмосферного воздуха, гидросферы и почвы. Главным антропогенным загрязнителем атмосферного воздуха – диоксид серы, диоксид азота, угарный газ, твердые частицы (пыль, сажа, зола) – 98 % выбросов вредных веществ в атмосферу. В атмосферу поступает более 70 наименований вредных веществ – тяжелые металлы (свинец, ртуть, кадмий), углеводороды, полиароматические углеводороды (бензапирен), а также альдегиды (формальдегид), сероводород, бензин, спирты, эфиры. Особо опасным видом загрязнения атмосферы является радиоактивное загрязнение, вызванное радиоактивными изотопами. Особое место занимают выбросы радиоактивных веществ в результате аварии Чернобыльской АЭС, суммарный выброс – 77 кг, атомный взрыв над Хиросимой – 740 г. Источники загрязнения атмосферного воздуха: теплоэнергетика, автотранспорт, черная и цветная металлургия, нефтедобывающая и нефтеперерабатывающее производство, машиностроение, производство стройматериалов.

При сжигании твердого топлива в атмосферный воздух поступают: при сжигании 20 тысяч тонн угля в сутки выбрасывается 680 т оксидов серы, 120 140 тонн твердых частиц (зола, пыль, сажа), 200 тонн оксидов азота, если заменить на жидкое топливо снижаются выбросы золы, а оксидов азота и серы не уменьшается, газовое топливо загрязняет воздух в 3 раза меньше, чем твердое топливо. Атомная энергетика (в случае безаварийной работы) более экологична, однако загрязняет радиоактивным йодом, инертными газами и аэрозолями. Черная и цветная металлургия при выплавке одной тонны стали в атмосферу выбрасывается 0, 04 т твердых частиц, 0, 03 тонны оксида серы, 0, 05 тонн оксида углерода, а также свинец, фосфор, марганец, мышьяк, пары ртути, фенол, формальдегид, бензол, аммиак. В выбросах цветной металлургии также содержатся соединения тяжелых металлов: свинец, цинк, медь, алюминий, ртуть, кадмий, молибден, никель, хром. Химическая промышленность – выбросы характеризуются большим разнообразием, высокой концентрированностью и токсичностью: оксиды серы, соединения фтора, аммиак, нитрозные газы, хлористые соединения, сероводород, неорганическая пыль. Выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания содержат огромное количество токсичных соединений: бензапирен, агьдегиды, оксиды азота и углерода и соединения свинца. Выбросы от автотранспорта превосходят выбросы от промышленных предприятий. Сельскохозяйственное производство приводит к загрязнению воздуха пылью, метаном, сероводородом, аммиаком, пестицидами. Загрязнение воздуха также наблюдается при добыче и переработке минерального сырья на нефте и газоперерабатывающих заводах, при выбросе пыли и газов из подземных горных выработок, при сжигании мусора и горении пород в отвалах.

Последствия антропогенного воздействия на атмосферу. Парниковый эффект и глобальное потепление климата – разогрев нижних слоев атмосферы, вследствие способности атмосферы пропускать коротковолновую солнечную радиацию, но задерживать длинноволновое тепловое излучение земной поверхности. Водяной пар задерживает 60 % теплового излучения, углекислый газ – 18 %. Разрушение озонового слоя: на высоте 20 25 км существует озоновый слой, который образуется под действием ультрафиолетового излучения. Основной причиной разрушения озонового слоя «озоновая дыра» является содержание в атмосфере фреонов (хлорфторуглеводороды). Кислотные дожди – дождь или снег, подкисленный до р. Н <5, 6 из за растворения в атмосферной влаги антропогенных выбросов. Отрицательное воздействие: приводит к ухудшению состояния и гибели лесных массивов, закисление водоемов. Смог – ядовитая смесь дыма, тумана и пыли; различают два типа смога лондонский и лос анджелесский. Лондонский – образуется зимой в промышленных центрах, образующийся дым и загрязняющие вещества не могут рассеяться и образуют туманную завесу. Лос анджелесский смог образуется летом в отсутствии ветра в солнечную погоду, образуется при солнечной радиации на оксиды азота, углеводороды из за выбросов предприятий и автотранспорта.

В целях защиты атмосферы от загрязнения применяют экозащитные мероприятия: экологизация технологических процессов; очистка газовых выбросов от вредных примесей; рассеивание газовых выбросов в атмосфере; соблюдение нормативов допустимых выбросов вредных веществ; устройство санитарно защитных зон, архитектурно планировочные решения.

Основными антропогенными источниками загрязнения поверхностных вод являются: сбросы в водоемы неочищенных сточных вод, смыв пестицидов, минеральных и органических удобрений, газодымовые выбросы, утечки нефти и нефтепродуктов. Сточные воды классифицируются на промышленные, коммунально бытовые, коллекторно дренажные. Промышленные сточные воды содержат: нефтепродукты, фенолы, СПАВ, сульфаты, фториды, цианиды, тяжелые металлы. При неправильном хранении и внесении в почву пестицидов, минеральных и органических удобрений возможен смыв их ливневыми водами в водоемы и водотоки. Газо дымовые выбросы попадают в водные объекты в процессе механического оседания. Они содержат твердые частицы, оксиды серы, азота, тяжелые металлы, углеводороды, альдегиды. Миллионы тонн нефти ежегодно загрязняют морские и пресноводные экосистемы при авариях нефтеналивных судов, на нефтепромыслах в прибрежных зонах, при сбросе с судов балластных вод.

Загрязнение пресноводных экосистем приводит к подавлению жизнедеятельности, плодовитости и гибели гидробионтов, нарушению пищевых связей, снижению устойчивости экосистем, эвтрофикации. Эвтрофикация – повышение биологической продуктивности водных объектов в результате накопления биогенных элементов под воздействием естественных и антропогенных факторов. Негативное последствие – ухудшение условий среды обитания рыб и других гидробионтов за счет массового развития фитопланктона, снижение содержания кислорода в воде, разложения отмерших организмов и токсичности продуктов из распада. Сроки протекания естественной эвтрофикации – столетия и тысячелетия, антропогенной – несколько десятилетий.

Для защиты поверхностных вод применяют: развитие безотходных и безводных технологий и оборотного водоснабжения; очистка сточных вод; закачка сточных вод в глубокие водоносные горизонты; очистка и обеззараживание поверхностных вод, используемых для водоснабжении и других целей. Для защиты подземных вод от истощения: регулирование режима водозабора подземных вод; рациональное размещение водозаборов по площади; определение величины эксплуатационных запасов как предела их рационального использования; введение кранового режима эксплуатации самоизливающихся артезианских скважин.

Негативное антропогенное воздействие на почву проявляется в ее деградации и полном разрушении. Эти процессы могут происходить как в результате природных явлений, так и в результате нерациональной хозяйственной деятельности. Различают следующие виды эрозии почвы: промышленная эрозия почв – разрушение почвенного покрова промышленной деятельностью человека; дегумификация почв – уменьшение содержания и запасов органического вещества; почвоутомление и истощение почв – процессы, происходящие в почвах в результате длительного возделывания сельскохозяйственных культур; вторичное засоление, осолонцевание и слитизация почв – засоление почв при орошении почвы минерализированными водами; осолонцевание – комплекс процессов вызванных содовым засолением; слитизация – ухудшение структуры почв вследствие содового засоления. вторичная кислотность почв – кислотность почв ниже оптимальной реакции почв; затопление, разрушение и засоление почв водами водохранилищ; промышленное загрязнение почв – результат осаждения паров, аэрозолей, пыли или растворенных соединений поллютантов на поверхность почвы с атмосферными осадками; сельскохозяйственное загрязнение почв – результат неправильного применения пестицидов, внесение сверхнормальных доз минеральных и органических удобрений, отходов и стоков животноводческих ферм; радиоактивное загрязнение почв – накопление в почве радионуклидов в результате ядерных взрывов, аварийных выбросов на атомных предприятиях, утечки радиоактивных материалов, захоронении отходов атомной промышленности; деградация ландшафтов районов с распространением многолетней мерзлоты; разрушение почв военными действиями.

Меры защиты почв: защита почв от водной и ветровой эрозии; рекультивация нарушенного почвенного покрова; защита почв от дегумификации, почвоутомления и истощения; защита от засоления, осолонцевания и слитизации; защита почв от загрязнения продуктами техногенеза

Качество среды и здоровье человека Основные экологически обусловленные заболевания человека связаны с плохим качеством воздуха, воды, шумовым загрязнением и воздействием электромагнитного и ультрафиолетового излучений. Результаты многих исследований указывают на существование взаимосвязи между загрязнением воздуха внутри и вне помещений, загрязнением воды и почвы опасными химическими веществами, а также стрессовым воздействием шума и развитием респираторных и сердечно сосудистых заболеваний, рака, астмы, аллергий, а также расстройств репродуктивной и центральной нервной систем. Накопление химических веществ в почве способно приводить к заражению сельскохозяйственных культур, загрязнению подземных и поверхностных вод и, в конечном итоге, к неблагоприятному воздействию на организм человека. Таким образом, деградация почв, вызванная хозяйственной деятельностью человека, тоже косвенно связана со здоровьем людей.

Разрушение старых систем водоснабжения, повышение загрязненности воздуха, вызванное увеличением количества транспортных средств и неэффективным обращением с отходами и химическими веществами, приводит к высокому уровню экологически обусловленных заболеваний.