Основные прикладные задачи экологии.

Экология как наука.

Термин "экология" предложен в 1869 г. Э. Геккелем (немецкий естествоиспытатель). От греческого "ойкос" -дом, "логос" - наука. Как научная дисциплина экология имеет более чем вековую историю. Систематические экологические исследования ведутся приблизительно с 1900 г.

Экология – наука о взаимоотношении окружающей среды, живых организмов и человека.

Разделы экологии.

Макроэкология (теоретическая и прикладная).

Промышленная, технологическая, промысловая, химическая.

Выделяют экологию человека, животных, растений и микроорганизмов. В свою очередь эти группы можно исследовать на уровне особи или сообщества, а можно в воде, почве или атмосфере, в земных условиях или космических. Живые организмы обитают в условиях тропической, умеренной и полярной зон, а также в естественных, измененных или антропогенных (созданных человеком) системах, кроме этого можно учитывать загрязненность или незагрязненность среды.

Экология как наука основана на разных отраслях биологии (физиология, генетика, биофизика), связана с другими науками (физика, химия, математика, география, геология), использует их методы и термины. В связи с этим появились в последние годы понятия"географическая экология", "химическая экология", "математическая экология", "космическая экология", и "экология человека".

Цели и задачи экологии.

1) Общая теория устойчивости экосистем.

2) Экологические механизмы адаптации к среде.

3) Методы регулирования численности популяции.

4) Биологическое разнообразие и механизмы его поддержания.

5) Продукционные процессы.

7) Состояние экосистемы и глобальных процессов.

Основные прикладные задачи экологии.

1) Прогнозирование и оценка возможных отрицательных последствий в окружающей природной среде под влиянием деятельности человека.

2) Улучшение качества окружающей природной среды.

3) Сохранение, воспроизводство и рациональное использования природных ресурсов.

4) Оптимизация инженерных, экономических, организационно-правовых, социальных и иных решений для обеспечения экологически безопасного устойчивого развития.

Стратегическая задача экологии – развитие теории взаимодействия природы и общества на основании нового взгляда, рассматривающего человеческое общество как неотъемлемую часть биосферы.

Биогеоцеоз (БГЦ).

Биоценоз – исторически сложившаяся совокупность растений, животных, микроорганизмов, населяющих участок суши или водоёма и характеризующийся определёнными отношениями, как между собой, так и с абиотическими факторами окружающей среды. (фитоценоз, зооценоз, микробоценоз).

Биотоп – пространство, которое населяет биоценоз.

Биогеоценоз = биоценоз + биотоп. Это совокупность на известном протяжении земной поверхности однородных природных явлений (атмосферы, горных пород, гидрологических условий, растительности, животного мира, микроорганизмов и почвы).

Свойства биогеоценоза.

1) Естественная исторически сложившаяся система.

2) Система, способная к саморегуляции и поддерживанию своего состава на определённом постоянном уровне.

3) Характерен определённый круговорот веществ.

4) Открытая система для поступления и выхода энергии, основной источник – Солнце.

Основные показатели биогеоценоза.

1) Видовой состав характеризует количество видов.

2) Видовое разнообразие – количество видов на единицу площади или объёма.

3) Биомасса – количество организмов в килограммах. (продуцентов, консументов, редуцентов).

Механизмы устойчивости биогеоценоза.

Саморегуляция достигается благодаря устойчивому круговороту веществ внутри биогеоценоза. Устойчивость самого круговорота обеспечивается следующими механизмами.

1) Достаточность жизненного пространства. Это объём или площадь, которые обеспечивают один организм всеми необходимыми ему ресурсами.

2) Богатство видового состава. Чем он богаче, тем устойчивее цепи питания и сам круговорот.

3) Многообразие взаимодействия видов, которые также поддерживают прочность трофических отношений.

4) Средообразующие свойства видов. Участие видов в синтезе каких-либо веществ.

5) Направление антропогенного воздействия.

Популяция.

Вид – совокупность идентичных растений, животных или микроорганизмов, сходных по своим свойствам и внешнему виду.

Популяция – определённая совокупность особей одного вида, входящая в состав конкретного биоценоза и проявляющегося в нём своим функционально-энергетическим воздействием.

Типы популяций: географическая, экологическая, элементарная.

Экологическая ниша.

Экологическая ниша – место, занимаемое видом, а точнее его популяцией, в определённом сообществе, комплекс его связей и взаимоотношений и требований к абиотическим условиям среды. Это сумма факторов существования данного вида, основным из которых является его место в пищевой цепочке.

Принципы.

1) Принцип заполнения. Экологическая ниша не может быть пустой.

2) Принцип вытеснения. Каждый вид имеет собственную экологическую нишу, вытеснить её невозможно.

Экологические законы.

·всё связано со всем;

·всё должно куда-то деваться;

·природа знает лучше;

·за всё надо платить.

1) Закон ограниченности естественных ресурсов. Все естественные ресурсы Земли ограничены (исчерпаемы).

2) Закон однонаправленности потока энергии. Энергия, которую получает экосистема, рассеивается или вместе с биомассой необратимо передаётся консументам 1,2,3 и др. порядков, а потом редуцентам, что сопровождается потерей определённого количества энергии на каждом трофическом уровне в результате процессов, которые сопровождают дыхание.

3) Закон оптимальности. Никакая система не может превысить определённые критические размеры, которые обеспечивают поддержку её энергетики. Они зависят от условий питания и факторов существования организма.

4) Закон пирамиды энергий. С одного трофического уровня на другой переходит не более 10% энергии.

5) Закон равнозначности условий жизни. Все естественные условия среды необходимые для жизни играют равнозначные роли.

6) Закон развития окружающей среды. Любая естественная система развивается лишь за счёт использования материально-энергетических и информационных возможностей окружающей среды, абсолютно изолированное развитие невозможно:

6.1) абсолютно безотходное производство невозможно;

6.2) любая более высокоорганизованная система в своём развитии является потенциальной угрозой для менее организованных систем;

6.3) биосфера земли развивается как система за счёт внутренних и космических ресурсов (Солнце).

7) Закон уменьшения энергоотдачи в природопользовании. В процессе получения из естественных систем полезной продукции с течением времени в среднем на её изготовление расходуется всё больше энергии (возросло в 60 раз).

8) Закон совокупного действия естественных факторов. Объём урожая зависит не от отдельного (лимитирующего) фактора, а от всей совокупности экологических факторов одновременно.

9) Закон толерантности. Лимитирующим фактором процветания организма может быть как минимум, так и максимум экологического влияния, диапазон между которыми определяет степень выносливости организма к данному фактору.

10) Закон грунтоистощения (уменьшения плодородия).

11) Закон физико-химического единства живого вещества. Всё живое вещество на Земле имеет единую физико-химическую природу.

12) Закон экологической корреляции. В любой экосистеме, как и в других системах, все виды живого вещества и абиотические экологические компоненты функционально отвечают один другому.

Виды экосистем.

Экологическая система (экосистема) — совокупность популяций различных видов растений, животных и микробов, взаимодействующих между собой и окружающей их средой таким образом, что эта совокупность сохраняется неопределенно долгое время.

Природные экосистемы могут быть самого различного объема и протяженности. Это и капля воды с ее обитателями, и лужа, пруд, луг, тайга, степь.

Принято делить экосистемы на три большие категории.

1) Наземные: тундра, тайга, степь, саванна, пустыня итд.

2) Пресноводные: лужа, озеро, река, болото итд.

3) Морские: открытый океан, море, шельфовая зона, коралловый риф итд.

Круговорот веществ.

Экосистема может обеспечить круговорот веществ только в том случае, если включает четыре необходимые для этого части: 1) запасы биогенных элементов; 2) продуценты; 3) консументы; 4) редуценты.

На их сложном и постоянном взаимодействии основан первый (основной) принцип функционирования экосистем: получение ресурсов и избавление от отходов происходят в рамках круговорота всех элементов.

Биологический круговорот не совершается исключительно за счет вещества, поскольку он – результат деятельности организмов, для обеспечения жизнедеятельности которых требуются постоянные энергетические затраты, поставляемые Солнцем. Энергия солнечных лучей, поглощаемая зелеными растениями, в отличие от химических элементов, не может использоваться организмами бесконечно. Энергия при превращении из одной формы в другую, т.е. при совершении работы, частично переходит в тепловую форму и рассеивается в окружающей среде.

Второй основной принцип функционирования экосистем: они существуют за счет не загрязняющей среду и практически вечной солнечной энергии, количество которой относительно постоянно и избыточно.

Атмосфера Земли.

Атмосфера – газовая оболочка, окружающая Землю и вращающаяся вместе с ней как единое целое. Это составная часть биогеоценоза (слой воздуха в почве и над ней, в пределах которой выполняется взаимодействие с компонентами биосферы).

Функции атмосферы.

1) Среда для дыхания живых организмов.

2) Защитная оболочка Земли.

· защита от различных космических тел;

· защита от жёсткого ультрафиолетового излучения (озоновый слой);

· защитная оболочка для сохранения тепла.

Состав атмосферы.

N₂ ≈ 70-78%; O₂ ≈ 18-20%; CO₂ ≈ 0,03-0,3%; H₂O (пар).

Самоочищение водоемов.

Механизмы самоочищения – химические окислительно-восстановительные реакции:

1) за счёт солнечных лучей;

2) биохимическое окисление;

3) за счёт различных гидрологических условий.

У каждого процесса самоочищения водоёма существует пороговое значение, выше которого естественная водная среда с загрязнением справиться не в состоянии.

Эвтрофикация.

Эвтрофикация — повышение уровня первичной продуктивности водоемов из-за повышения в них концентрации биогенных веществ, в основном азота и фосфора; часто приводит к цветению вод.

Попав в природные водоемы (например, соединений фосфора и азота), биогенные элементы становятся питательной средой для микроорганизмов, в том числе - сине-зеленых водорослей. Продукты жизнедеятельности сине-зеленых - аллергены, токсины, уже на прямую воздействуют на человека. Особенно интенсивно водоросли размножаются в хорошо прогретой воде, то есть летом. Именно поэтому некоторые из нас обнаруживают после купания в заливе на своем теле красные пятна. А если выпить такой воды, даже при условии, что она кипяченая, можно сильно отравиться. Процесс антропогенного эвтрофирования, вызывая быстрые и подчас необратимые нарушения функциональных связей экосистемы, приводит к ухудшению качества воды, подрыву полезной продуктивности, а иногда и к полной утрате природных ресурсов озера. Основные отрицательные последствия этого процесса - массовое развитие планктонных водорослей, появление неприятного запаха и вкуса воды, увеличение содержания органических веществ, снижение прозрачности и увеличение цветности воды. Перенасыщение воды органическим веществом стимулирует развитие сапрофитных бактерий, в том числе болезнетворных, а также водных грибов. В результате жизнедеятельности некоторых водорослей, особенно сине-зеленых, возникают токсические эффекты, приводящие к заболеваниям животных, а в отдельных случаях и человека («гаффская» и «сартландская» болезни).

На окисление огромного количества новообразованного органического вещества расходуется значительная часть содержащегося в озерной воде растворенного кислорода. В результате ценные в промысловом отношении породы рыб (лососевые, сиговые), требовательные к высокому качеству воды, вытесняются низкосортными видами, менее в этом отношении чувствительными.

Почва как элемент биосферы.

Почва - особое природное образование, сформировавшееся в результате преобразования горных пород растениями и животными, т.е. в результате почвообразовательного процесса. Почва обладает особым свойством - плодородием, она служит основой с/х всех стран. Почва при правильной эксплуатации не только не теряет своих свойств, но и улучшает их, становится плодороднее. Почва - колоссальное природное богатство, обеспечивающее человека продуктами питания, животных - кормами, а промышленность сырьем. Почва образовывалась из выхода на поверхность земли горных пород под действием ветра, атмосферной влаги, в связи с изменением климата и температурными колебаниями горные породы, под действием микроорганизмов, а позднее лишайников и мхов. Микроорганизмы разлагали остатки растений, образуя гумус - основное органическое вещество почвы, содержащее питательные вещества, необходимые высшим растениям. Животные и растения окончательно разрушали горную породу, превращая верхний ее слой в почву.

Почва состоит из твёрдой, жидкой, газообразной и животной частей. Твердая часть - это минеральные и органические частицы. Они составляют от 80-98 % почвенной массы и состоят из песка, глины, илистых частиц, оставшихся от материнской породы в результате почвообразовательного процесса. Соотношение этих частиц характеризует механический состав почвы. Жидкая часть почвы, или почвенный раствор, вода с растворенными в ней органическими и минеральными соединениями. Воды в почве содержится от долей процента до 40-60 %. Жидкая часть участвует в снабжении растений водой и растворёнными элементами питания. Газообразная часть, почвенный воздух, заполняет поры, не занятые водой. Почвенный воздух содержит больше CO2 и меньше O2, чем атмосферный воздух, а также метан, летучие органические соединения и др. Живая часть почвы состоит из почвенных микроорганизмов (бактерии, грибы, водоросли, актиномицеты и др.), представителей беспозвоночных (простейших, червей, моллюсков, насекомых и их личинок), роющих позвоночных. Они обитают в основном в верхних слоях почвы, около корней растений, где добывают себе пищу.

Функции почвы.

1) Среда обитания для живых организмов и микроорганизмов.

2) Защитный слой для низлежащих слоёв земли.

3) Обеспечение нормального стока воды (поддержание круговорота воды).

4) Место для получения сельскохозяйственной продукции.

Поскольку почва является условновосстанавливаемым природным ресурсом, её восстановление происходит в течение длительного времени.

Деградация почвы.

Причины деградации почвы.

1) Технологическая (эксплуатационная) деградация почв:

а) нарушение почвенного покрова при добыче полезных ископаемых;

б) механическое разрушение.

2) Эрозия почв – механический перенос частиц почвы с одного места на другое в результате воздействия ветра и воды.

а) выветривание;

б) вымывание.

3) Засоление почв – накопление на отдельно взятом участке почвы водорастворимых солей.

4) Заболачивание – изменение гидрологического режима участка земли, приводящее к возникновению избыточной влаги.

5) Опустынивание – процесс, приводящий к потере природной экосистемой сплошного растительного покрова с дальнейшей невозможностью его восстановления без участия человека. Происходит главным образом в аридных районах в результате естественных и преимущественно антропогенных факторов

(сведение лесов, неумеренная эксплуатация пастбищ, нерациональное использование водных ресурсов при орошении земель и др.).

Классификация загрязнений.

1) Индигриентное (химическое) – неорганические и органические вещества.

2) Параметрическое (физическое) – тепловое, световое ЭМ, шумовое, радиационное.

3) Биотическое (на популяции).

4) Стационарное деструкционное изменение ландшафта.

Суперэкотоксиканты.

Суперэкотоксиканты – ксенобиотики техногенного происхождения, многие из которых имеют исключительно высокую токсичность. Они представляют наибольшую опасность для человека. Из органических соединений это, прежде всего, полихлор­ированные диоксины, дибензофураны и бифенилы, хлорсодержащие пестициды, полиароматические углеводороды, нитрозамины, некоторые микотоксины и др., а из неорганических - ртуть, свинец, кадмий.

Суперэкотоксикантам в настоящее время уделяется повышенное внимание еще и потому, что они могут накапливаться в живых организмах, передаваясь по трофическим цепям, т.е. представляют опасность не только для настоящего, но и для будущих поколений. Они могут вызывать у человека резкое повышение чувствительности к обычным ксенобиотикам и некоторым веществам природного происхождения. Необходимо отметить также их природную стойкость и отсутствие предела токсичности. Человек подвергается воздействию суперэкотоксикантов при дыхании, с продуктами питания растительного и животного происхождения, с водой, в которую они попадают из почвы и гидросферы. Для них характерно еще одно свойство - высочайшая подвижность в биосфере.

Указанные характеристики суперэкотоксикантов определяют комплексный характер их воздействия на человека и живые организмы, которое может вызвать мутагенный, тератогенный, канцерогенный эффекты, а также привести к подавлению клеточного иммунитета, поражению внутренних органов и истощению.

Загрязнение. Пестициды.

Пестициды (ядохимикаты) - химические препараты для защиты сельскохозяйственной продукции, растений, для уничтожения паразитов у животных, для борьбы с переносчиками опасных заболеваний.

Пестициды в зависимости от объекта подразделяются на:

1. Гербициды – для уничтожения сорной растительности;

2. Фунгициды – борьба с грибковыми заболеваниями растений;

3. Зооциды – борьба с вредителями при хранении, борьба с грызунами;

4. Немотоциды – внешние паразиты животных;

5. Дефолианты – для удаления листьев;

6. Дефлоранты – для удаления цветков;

7. Инсектициды – против вредных насекомых.

Токсичные действия:

- сильно токсичные ПДК<50 мг/кг;

- высоко ядовитые ПДК<100 мг/кг;

- средние ПДК до 1 г/кг;

- мало ядовитые ПДК > 1 г/кг.

Пестициды являются единственным загрязнителем, который сознательно вносится человеком в окружающую среду. Пестициды поражают различные компоненты природных экосистем: уменьшают биологическую продуктивность фитоценозов, видовое разнообразие животного мира, снижают численность полезных насекомых и птиц, а в конечном итоге представляют опасность и для самого человека. Пестициды, содержащие хлор (ДДТ, гексахлоран, диоксин, дибензфуран и др.), отличаются не только высокой токсичностью, но и чрезвычайной биологической активностью и способностью накапливаться в различных звеньях пищевой цепи. Даже в ничтожных концентрациях пестициды подавляют иммунную систему организма, повышая таким образом его чувствительность к инфекционным заболеваниям. В более высоких концентрациях эти примеси оказывают мутагенное и канцерогенное действие на организм человека. ДДТ

Действие:

- воздействуют на ЦНС;

- аллергены – вызывают аллергические заболевания;

- канцерогены – вызывают раковые заболевания;

- мутагены – изменяют генокод.

Загрязнение. Фталаты.

Фталаты - это химические вещества, которые очень широко используются в промышленности для придания мягкости и эластичности пластиковым изделиям. Фталаты содержатся практически повсюду: в медицинских изделиях (катетеры, емкости для перевозки крови), в игрушках, во всевозможных упаковках, пластиковых картах, ковровых и настенных покрытиях, шлангах, трубах, в обивке для автомобилей, оконных рамах, дождевиках, шторках для ванны, в смазочных материалах, моющих средствах и косметике.

Считается, что фталаты накапливаются в теле человека, что отрицательно влияет на его гормональный фон, а также на работу печени и почек. Фталаты легко высвобождаются из пластиковых изделий и попадают воздух. Кроме того, чем дольше вы пользуетесь пластиковым изделием, тем больше фталатов попадает в воздух. Ведь молекулы фталатов химически не связаны с полимерными цепями ПВХ и поэтому легко выделяются в окружающую среду, попадая в тело человека через пищу, кожу или при вдыхании. Фталаты оказывают токсическое воздействие на почки, печень, эндокринную и нервную системы. Фталаты часто находят в пластиковых игрушках (куклы, мячи, резиновые игрушки), пустышках, прорезывателях, а также в детской косметике. Фталаты сказываются на развитии детского организма, вызывая расстройства в развитии, половом созревании и поведении детей. Оказалось, что фталаты могут поражать детский организм еще на стадии его формирования в утробе матери, вызывая нарушения в работе репродуктивных органов.

Понятие ПДК, ОБУВ, ПДУ.

ПДК – предельно допустимая концентрация – количество химического вещества, физического воздействия или биологического вещества, которое при кратковременном или длительном воздействии на человека не вызывает изменения в качестве здоровья или организма у самой особи или последующих поколений, определяемыми современными методами исследования.

ОБУВ – ориентировочный безопасный уровень воздействия.

ПДУ – предельно-допустимый уровень – 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. Так, например, предельно-допустимый уровень шума на производстве — это такой уровень шума, который при ежедневном воздействии не вызывает отклонений в здоровье у человека, как непосредственно, так и у и последующих поколений.

Понятие ПДВ, ПДС, ПНООЛР.

ПДВ – предельно допустимый выброс:

а) норматив предельно допустимого выброса вредного (загрязняющего) вещества в атмосферный воздух, устанавливаемый для стационарного источника загрязнения с учетом технических нормативов выбросов и фонового загрязнения атмосферы при условии не превышения данным источником гигиенических и экологических нормативов качества атмосферного воздуха и предельно допустимых (критических) нагрузок на экологические системы;

б) норматив, задающий массу выброса вещества в единицу времени (г/с и т/г), при которой обеспечивается соблюдение санитарно-гигиенических нормативов в воздухе населенных мест при наиболее неблагоприятных для рассеивания условиях.

ПДС – предельно допустимый сброс вещества в водный объект – это масса вещества в возвратной воде, максимально допустимая к отведению с установленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном створе или не ухудшения сформировавшегося качества воды, если оно хуже нормативного.

ПНООЛР – проект нормативов образования отходов и лимитов на их размещение – документ, разрабатываемый на предприятиях, в процессе деятельности которых образуются отходы в России. В проекте нормируется образование отходов на предприятии, Проект согласуется в территориальных органах Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору (далее Ростехнадзор или РТН). Территориальные органы Ростехнадзора устанавливают лимиты на размещение отходов в соответствии с нормативами предельно допустимых вредных воздействий на окружающую природную среду. Лимиты на размещение отходов устанавливаются сроком на 5 лет при условии ежегодного подтверждения индивидуальными предпринимателями и юридическими лицами, которым установлен лимит, неизменности производственного процесса и используемого сырья.

Порядок разработки ПДК.

1) установление оснований разработки или пересмотра нормативов в области охраны окружающей среды;

2) проведение научно-исследовательских работ по обоснованию нормативов в области охраны окружающей среды;

3) проведение экспертизы, утверждение и опубликование нормативов в области охраны окружающей среды в установленном порядке;

4) осуществление контроля за применением и соблюдением нормативов в области охраны окружающей среды;

5) формирование и ведение единой информационной базы данных нормативов в области охраны окружающей среды;

6) оценка и прогнозирование экологических, социальных, экономических последствий применения нормативов в области охраны окружающей среды.

ПДК атмосферы.

Предельно допустимая концентрация химического вещества в воздухе рабочей зоны (ПДК_рз) определяется как концентрация, которая при работе не более 41 часа в неделю в течение всего рабочего стажа не должна вызвать заболеваний или отклонений состояния здоровья в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего или последующего поколения, обнаруживаемых современными методами исследования.

Рабочей зоной считается пространство высотой до 2-х метров над уровнем пола или площадки в местах постоянного или временного пребывания работающих.

Предельно допустимая максимальная разовая концентрация химического вещества (ПДК_мр) определяется как концентрация вещества в атмосферном воздухе, которая при вдыхании в течение 30 минут не должна вызывать рефлекторных реакций в организме человека.

Предельно допустимая среднесуточная концентрация химического вещества в воздухе населенных мест (ПДК_сс), определяется как концентрация, которая не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неопределенно долгом (годы) вдыхании.

ПДК загрязняющих веществ в атмосферном воздухе измеряются в мг/м³.

ПДК гидросферы.

Предельно допустимая концентрация вещества в воде (ПДК) – это такая концентрация в ней индивидуального вещества, выше которой вода непригодна для установленного вида водопользования, а при концентрации равной или меньшей ПДК вода остается такой же безвредной для всего живого, как и вода, в которой полностью отсутствует данное вещество.

ПДК загрязняющих веществ в воде измеряются в мг/л.

ПДК химического вещества в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и коммунально-бытового водопользования (ПДК_в), определяется концентрацией, которая не должна оказывать прямого или косвенного влияния на организм человека в течение всей его жизни и на здоровье последующих поколений и не должна ухудшать гигиенических условий водопользования.

ПДК химического вещества в воде водоема, используемого для рыбохозяйственных целей.

ПДС, контрольный створ.

Предельно допустимый сброс вещества в водный объект (ПДС) – это масса вещества в возвратной воде, максимально допустимая к отведению с установленным режимом в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном створе или не ухудшения сформировавшегося качества воды, если оно хуже нормативного.

Створ начального разбавления - это поперечное сечение потока, отстоящее от оголовка рассеивающего выпуска на величину длины зоны начального разбавления.

Фоновый створ - это поперечное сечение потока, в котором определяется фоновая концентрация вещества в воде.

Контрольный створ – это поперечное сечение водного потока, в котором контролируется качество воды.

ПДК в почве.

ПДК химического вещества в почве представляет собой комплексный показатель безвредного для человека содержания химических веществ в почве, т.к. используемые при ее обосновании критерии отражают возможные пути воздействия загрязнителя на контактирующие среды, биологическую активность почвы и процессы ее самоочищения.

Обоснование ПДК химических веществ в почве базируется 4 основных показателях вредности, устанавливаемых экспериментально:

1) транслокационный характеризует переход вещества из почвы в растение,

2) миграционный водный характеризует способность перехода вещества из почвы в грунтовые воды и водоисточники,

3) миграционный воздушный показатель вредности характеризует переход вещества из почвы в атмосферный воздух,

4) общесанитарный показатель вредности характеризует влияние загрязняющего вещества на самоочищающую способность почвы и ее биологическую активность.

При этом каждый из путей воздействия оценивается количественно с обоснованием допустимого уровня содержания вещества по каждому показателю вредности. Наименьший из обоснованных уровней содержания является лимитирующим и принимается за ПДК.

Нормативы территориальные.

Основной критерий экологической безопасности территории – техногенная нагрузка на территорию (природоемкость расположенных на ней производств) не должна превышать экологическую техноемкость территории (ЭТТ) или предельно-допустимую техногенную нагрузку (ПДТН). Иными словами, одна из задач промышленной экологии – соизмерение природных и производственных потенциалов территории.
Сама по себе процедура соизмерения состоит в определении отношения фактической техногенной нагрузки для оцениваемой территории за год к суммарной ЭТТ за год. Благополучный (меньше 1) показатель для большой территории не означает отсутствия экологических проблем – могут быть локальные участки или зоны, в которых техногенная нагрузка выше ЭТТ. На территории же с большим превышением ЭТТ возможно существование зон высокой опасности.
ЭТТ и ППДТН – универсальные территориальные экологические нормативы, предназначенные для регламентации хозяйственной деятельности. Нормативы ЭТТ и ПДТН рассчитываются по 3-м компонентам среды обитания – воздуху, воде и земле, выражаются в единицах массовой техногенной нагрузки (условных тонн/год) и зависят от:
1) Объемов основных природных резервуаров (воздушного бассейна, совокупности водоемов и водотоков, земельных площадей и запасов почв, биомассы флоры и фауны).
2) Мощности потоков биогеохимического круговорота, обновляющих содержимое этих резервуаров (скорости местного массообмена и газообмена, скорости пополнения объемов чистой воды, скорости процессов почвообразования и продуктивности биоты).
ЭТТ и ПДТН разработаны учеными-экологами в качестве универсальных территориальных экологических нормативов, предназначенных для регламентации хозяйственной деятельности. Но законодательно они не утверждены как нормативы.

Основные понятия рационального природопользования.

Рационального природопользования - разумное употребление с пользой, какого-либо природного ресурса.

В качестве показателей рационального природопользования могут выступать:
1) Экологическая устойчивость биосферы - способность экосистемы сохранять свою структуру и функционирование при воздействии внешних или внутренних факторов.

2) Здоровье человека, включая физическое, психологическое и нравственное.

3) Экономное использование природных ресурсов.

4) Восполнение израсходованных природных ресурсов.

5) Преимущественное использование возобновляемых природных ресурсов.

6) Повторное использование отработанных ресурсов и ряд других показателей.

Методы очистки сточных вод.

Механические методы применяются как первая стадия в общей схеме очистки сточных вод. Выбор механического метода очистки осуществляется с учётом размера взвешенных частиц. Механическая очистка состоит из:

1. процеживания через решётки,

2. пескоулавливания,

3. отстаивания,

4. фильтрования,

5. центрифугирования.

Химические методы обработки сточных вод основаны на применение химических реакций, в результате которых загрязнения превращаются в соединения безопаснее для потребителя или легко выделяются в виде осадков. В особую группу химических методов следует выделить хлорирование и озонирование сточных вод, содержащих органические примеси, а также цианиды и другие пахнущие неорганические вещества. Хлорирование и озонирование наиболее часто применяют для доочистки и обезвреживания питьевой воды на городских водопроводных станциях.

1. осаждение

2. окисление-восстановление

Физико-химические методы. В большинстве случаев использование физико-химических методов выделения загрязняющих веществ из сточных вод позволяет в дальнейшем рекуперацию.

1. флотация

2. коагуляция

3. ионный обмен

4. сорбция

5. электрохимические методы

6. магнитная обработка

7. экстракция

Биологическая очистка. Биологическое окисление осуществляется сообществом микроорганизмов, включающим множество различных бактерий, простейших и ряд более высокоорганизованных организмов, связанных между собой единый комплекс сложными взаимоотношениями. Главенствующая роль в том сообществе принадлежит бактериям.

1. аэробный

2. анаэробный

При термической очистке сжигают жидкие отходы нефтепродуктов и других горючих веществ в печах и горелках.

1. огневое концентрирование

2. огневое обезвреживание

Экология как наука.

Термин "экология" предложен в 1869 г. Э. Геккелем (немецкий естествоиспытатель). От греческого "ойкос" -дом, "логос" - наука. Как научная дисциплина экология имеет более чем вековую историю. Систематические экологические исследования ведутся приблизительно с 1900 г.

Экология – наука о взаимоотношении окружающей среды, живых организмов и человека.

Разделы экологии.

Макроэкология (теоретическая и прикладная).

Промышленная, технологическая, промысловая, химическая.

Выделяют экологию человека, животных, растений и микроорганизмов. В свою очередь эти группы можно исследовать на уровне особи или сообщества, а можно в воде, почве или атмосфере, в земных условиях или космических. Живые организмы обитают в условиях тропической, умеренной и полярной зон, а также в естественных, измененных или антропогенных (созданных человеком) системах, кроме этого можно учитывать загрязненность или незагрязненность среды.

Экология как наука основана на разных отраслях биологии (физиология, генетика, биофизика), связана с другими науками (физика, химия, математика, география, геология), использует их методы и термины. В связи с этим появились в последние годы понятия"географическая экология", "химическая экология", "математическая экология", "космическая экология", и "экология человека".

Цели и задачи экологии.

1) Общая теория устойчивости экосистем.

2) Экологические механизмы адаптации к среде.

3) Методы регулирования численности популяции.

4) Биологическое разнообразие и механизмы его поддержания.

5) Продукционные процессы.

7) Состояние экосистемы и глобальных процессов.

Основные прикладные задачи экологии.

1) Прогнозирование и оценка возможных отрицательных последствий в окружающей природной среде под влиянием деятельности человека.

2) Улучшение качества окружающей природной среды.

3) Сохранение, воспроизводство и рациональное использования природных ресурсов.

4) Оптимизация инженерных, экономических, организационно-правовых,