Прикладные аспекты экологии Воздействие человека на природу. Природоохранительный аспект экологии. Демографический взрыв, исчерпание ресурсов, загрязнение. - презентация

1 Прикладные аспекты экологии Воздействие человека на природу. Природоохранительный аспект экологии. Демографический взрыв, исчерпание ресурсов, загрязнение и разрушение среды – главные причины надвигающегося экологического кризиса

2 Человек – общественное существо, обладающее сознанием, разумом, субъект общественно- исторической деятельности и культуры. Человек возник на Земле в ходе длительного и неравномерного эволюционного процесса – антропогенеза. Полагают, что 8 – 5 млн. лет назад африканские обезьяны разделились на 2 ветви: одна привела к человекообразным обезьянам, другая – к первым гоминоидам (австралопитекам). Их родина – Южная Африка. Вероятно, около 2 млн. лет назад австралопитеки дали начало роду «человек» (Homo), первым представителем которого ученые считают «человека умелого» (Homo habilis). Около 1,6 – 1,5 млн лет назад этот вид сменился в Восточной Африке «человеком прямоходящим» (Homo erectus). Далее шло расселение вида из тропической Африки по всему континенту, а также в Европе и Азии. По поводу времени, места возникновения и непосредственных предков человека современного вида – человека разумного (Homo sapiens) – в науке нет единого мнения Человек возник на Земле в ходе длительного и неравномерного эволюционного процесса – антропогенеза. Полагают, что 8 – 5 млн. лет назад африканские обезьяны разделились на 2 ветви: одна привела к человекообразным обезьянам, другая – к первым гоминоидам (австралопитекам). Их родина – Южная Африка. Вероятно, около 2 млн. лет назад австралопитеки дали начало роду «человек» (Homo), первым представителем которого ученые считают «человека умелого» (Homo habilis). Около 1,6 – 1,5 млн лет назад этот вид сменился в Восточной Африке «человеком прямоходящим» (Homo erectus). Далее шло расселение вида из тропической Африки по всему континенту, а также в Европе и Азии. По поводу времени, места возникновения и непосредственных предков человека современного вида – человека разумного (Homo sapiens) – в науке нет единого мнения

3 Современный человек (Homo sapiens) появился сорок, а по некоторым источникам девяносто тысяч лет назад, согласно другой гипотезе около 150 тыс. лет назад

4 Охота и собирательство начали заменяться скотоводством и земледелием около 9 – 10 тыс. лет назад Таким образом, период, в течение которого человек производит пищу, составляет лишь ¼ часть общей продолжительности существования современного человека.

5 Время научно-технической революции не превосходит сотых долей процента от этого времени, т.е. носит взрывообразный характер

6 Активная жизнедеятельность человеческого общества вызывает многосторонние изменения в окружающей среде: Вырубаются леса

7 Осушаются эстуарии и болота

8 Морские акватории отравляются нефтепродуктами

9 Танкер «Вальдес», принадлежащий компании «Экссон Мобил» (Exxon Mobil), натолкнулся на риф и получил пробоину. В результате в море вылилось т нефти. Подверглось загрязнению около км побережья Аляски. Наибольший ущерб побережью от разлива нефти, согласно «Книге рекордов Гиннесса», был нанесен 24 марта 1989 г, в результате аварийного выброса в заливе Принц-Уильямс (Prince Williams) у побережья Аляски

10 Безграмотность при ликвидации последствий катастрофы, а также применение метода обдувания и мытья горячей водой под высоким давлением привело к тому, что нефть была смыта со скал на берег

11 В первый год после катастрофы сбор урожая у местного населения сократился до 77 % (по сравнению с предыдущим годом) Около 12 % от общего объема разлитой нефти осталось в отложениях на дне, 3 % – на берегу. В теплые дни остатки нефти поднимаются на поверхность и продолжают наносить вред природе. Жертвы: Погибло около 645 млн птиц, а также морские выдры, тюлени, рыбы. Пострадали люди. Не были приняты все меры, чтобы обезопасить принимавших участие в ликвидации последствий катастрофы от воздействия паров сырой нефти и других химических веществ, особенно токсичного сероводородного газа.

12 Реки и озера отравляются тяжелыми металлами, фенолами, минеральными удобрениями, моющими средствами

13 Над крупными городами меняется состав атмосферы, которая насыщается различными газами, дымами, пылью

14 Сейчас наблюдается катастрофическое снижение численности многих видов животных. Причин этому много

15 Естественные причины снижения численности видов: природные катастрофы (ураганы, наводнения, суровые зимы, засухи, лавины, пожары)

16 Вмешательство человека (промысел, спортивная охота, браконьерство, отлов животных для зоопарков и частных коллекций)

17 Основные факторы, угрожающие существованию животных: Разрушение местообитаний Разрушение местообитаний Переэксплуатация (чрезмерная добыча) Переэксплуатация (чрезмерная добыча) Влияние интродуцированных видов Влияние интродуцированных видов Потеря, сокращение или ухудшение кормовой базы Потеря, сокращение или ухудшение кормовой базы Уничтожение диких животных для защиты сельскохозяйственных растений и домашних животных, уничтожение животных – объектов промысла Уничтожение диких животных для защиты сельскохозяйственных растений и домашних животных, уничтожение животных – объектов промысла Случайная добыча Случайная добыча

18 В настоящее время 100 видов животных находится под угрозой гибели и внесены в Красную книгу

19 Причины надвигающегося экологического кризиса Первая и наиболее важная причина возрастания экологической напряженности в мире – демографический взрыв, неконтролируемый рост численности народонаселения Земли. Первая и наиболее важная причина возрастания экологической напряженности в мире – демографический взрыв, неконтролируемый рост численности народонаселения Земли. В соответствии с данными ЮНЕСКО, население Земли каждый год увеличивается на 80 млн человек, т.е. возникает новое государство, по численности равное населению Германии, но уровень жизни в котором, увы, существенно ниже В соответствии с данными ЮНЕСКО, население Земли каждый год увеличивается на 80 млн человек, т.е. возникает новое государство, по численности равное населению Германии, но уровень жизни в котором, увы, существенно ниже

20 Площадь Земного шара, как известно, вычисляется по формуле: Площадь Земного шара, как известно, вычисляется по формуле: S = 4 πR 2 Радиус Земли R примерно 6300 км. Следовательно, S ~ 4,98·10 8 км 2 Почти ¾ этой площади занимают океаны, а от того, что остается, пригодно для жилья не более 10 %, остальное – Сахара, Гоби, Гренландия, Антарктида и леса Сибири, Канады, Амазонии и Центральной Африки, которые вырубать ни в коем случае нельзя, иначе задохнемся. Жить там могут только многочисленные аборигенные народы, которые на протяжении многих поколений приспосабливались к условиям окружающей среды и не нарушают сложившегося экологического равновесия.

21 Таким образом, пригодной для жизни растущего населения Земли суши не так-то уж много – не более 1,2-1,4·10 7 км 2 Таким образом, пригодной для жизни растущего населения Земли суши не так-то уж много – не более 1,2-1,4·10 7 км 2 Если считать, что население Земли через 30 – 35 лет возрастет до 10 млрд (при нынешних темпах роста ~ 1,4 % в год) и если поделить пригодную для заселения площадь планеты на эти 10 млрд, то на каждого получится чуть более 10 соток. Если считать, что население Земли через 30 – 35 лет возрастет до 10 млрд (при нынешних темпах роста ~ 1,4 % в год) и если поделить пригодную для заселения площадь планеты на эти 10 млрд, то на каждого получится чуть более 10 соток. Западные демографы и экономисты убеждают друг друга, что Земля выдержит и 20 и 30 млрд человек, если ужесточить требования к качеству окружающей среды, экономить природные ресурсы и энергетические ресурсы, обеспечить во всем мире «права человека и демографические свободы» и т. д. Произойдет системный демографический переход и численность населения стабилизируется сама. Западные демографы и экономисты убеждают друг друга, что Земля выдержит и 20 и 30 млрд человек, если ужесточить требования к качеству окружающей среды, экономить природные ресурсы и энергетические ресурсы, обеспечить во всем мире «права человека и демографические свободы» и т. д. Произойдет системный демографический переход и численность населения стабилизируется сама.

22 Результаты таких расчетов с разными вариантами экспертных оценок, сделанных по заказу Юнеско, приведены на рис. Кривая 1 – так будет расти население Земли, если рождаемость не снизится; Кривая 2 – кризис третьего мира Кривая 3 – медленный спад рождаемости Кривая 4 Модель С.П. Капицы. Все само встанет на свое место Кривая 5 – оптимистический прогноз ООН

23 Проблема ресурсов Для удовлетворения растущих потребностей человечества увеличивается добыча полезных ископаемых, активно используются природные ресурсы Земли

24 Природные ресурсы подразделяются на биологические (растения, животные, грибы) и минеральные (полезные ископаемые, энергетические ресурсы, вода) Природные ресурсы НеисчерпаемыеИсчерпаемые Солнечная энергия Ветер,приливы, текущая вода ВозобновимыеНевозобновимые Чистый воздух Пресная вода Плодородная почва Растения и животные Ископаемое топливо Минеральное сырье

25 Один из фундаментальных законов физики – закон сохранения массы и энергии. Когда какие-либо ресурсы извлекаются из недр, масса их при переработке не изменяется. Масса отходов и использованных веществ эквивалентна массе веществ, извлеченных из природной среды, и возвращается в окружающую среду. Один из фундаментальных законов физики – закон сохранения массы и энергии. Когда какие-либо ресурсы извлекаются из недр, масса их при переработке не изменяется. Масса отходов и использованных веществ эквивалентна массе веществ, извлеченных из природной среды, и возвращается в окружающую среду. По мере развития хозяйственной деятельности, с увеличением производства материальных благ, все больше недоиспользованных материалов и энергии возвращается в окружающую среду, приводя к значительному изменению (физическому, химическому и биологическому) качества воздушной и водной оболочек Земли и нарушая равновесие в природных экосистемах. По мере развития хозяйственной деятельности, с увеличением производства материальных благ, все больше недоиспользованных материалов и энергии возвращается в окружающую среду, приводя к значительному изменению (физическому, химическому и биологическому) качества воздушной и водной оболочек Земли и нарушая равновесие в природных экосистемах. Из всего чудовищного количества добываемого сырья не более 3 – 10 % используется, а остальное уходит в отходы, превращаясь в загрязнения. И этот процесс возрастает. Масштабы экологических нарушений увеличиваются пропорционально росту и увеличению материальных благ. Из всего чудовищного количества добываемого сырья не более 3 – 10 % используется, а остальное уходит в отходы, превращаясь в загрязнения. И этот процесс возрастает. Масштабы экологических нарушений увеличиваются пропорционально росту и увеличению материальных благ.

26 Загрязнения – это одна из старых проблем, которая возникла с появлением первых поселений: ручьи сточных вод, дым, отходы домашнего хозяйства и скотоводческих ферм.

27 До развития промышленной цивилизации, до начала XIX века, загрязнения были сильно ограничены по природе, количеству и распространению

28 Сейчас к старым проблемам добавились новые – химические неприродные соединения, к которым биологические системы адаптироваться не могут (ксенобиотики – вещества, чуждые природе), и ядерные отходы

29 Наша цивилизация не только накапливает огромные массы отходов, но еще и производит большое количество разнообразных минеральных и органических веществ, не подвергающихся биологическому разрушению (пластики, пестициды, керамика, нержавеющие сплавы и радиоактивные вещества)

30 За последние годы (20 – 30 лет) синтезировано более 4 млн новых химических соединений. Ежегодно производится около 30 тыс. видов новых химических соединений-ксенобиотиков

31 Загрязнители могут существовать в виде материальной субстанции (нефть и ее продукты, тяжелые металлы, пестициды, минеральные удобрения), энергии (шум, свет, тепло, электромагнитные поля), радиоактивности

32 Важное различие в характеристике загрязнителей – разлагаемы они или нет. Разлагаемыми являются обычные органические отходы – бытовые сточные воды, которые перерабатываются бактериями за короткий период времени. Разлагаемыми являются энергетические загрязнители – шум, который по мере удаления от источника быстро рассеивается и совсем исчезает, а также свет. Другие загрязнители являются чрезвычайно стойкими и не разлагаются, не перерабатываются биотой – это различные неорганические вещества, ядохимикаты, детергенты (моющие вещества), тяжелые металлы, коллоиды, а также радиоактивные вещества с большим периодом полураспада.

33 Биологическое действие загрязнителей должно быть тщательным образом изучено, поскольку отдельные последствия их действия на среду и организмы трудно предсказать.

34 Так, использование ископаемых топливных ресурсов (угля, нефти, газа), возможно, вызовет увеличение содержания в атмосфере CO 2 и других тепличных газов, что может привести к потеплению климата на планете и таянию ледников, что, в свою очередь, приведет к затоплению поселений на морских побережьях и чревато другими непредсказуемыми климатическими последствиями. Органические загрязнители – различные углеводороды, появляющиеся в результате сжигания природного топлива, являются мутагенами и канцерогенами. Сажа – продукт неполного сгорания топлива – считается наиболее опасным канцерогеном, более опасным, чем тяжелые металлы

35 Загрязнение ФизическоеХимическоеБиологическое Тепловое Шумовое Электромагнит ное Световое Радиоактивное Бытовой мусор Твердые отходы производства Аэрозоли Химические вещества Тяжелые металлы Пестициды Минеральные удобрения Пластмассы СПАВ Биотическое (биогенное) Микробиологичес кое Генная инженерия Классификация химических загрязнений

36 Природные экосистемы суши (биогеоценозы) могли бы поглотить большую часть накапливающихся в атмосфере углекислого и других тепличных газов. Но это возможно только в том случае, если природные системы находятся в устойчивом равновесии. Однако можно ли говорить об устойчивом равновесии экосистем Земли, если имеет место бессистемное хищническое сведение лесов, в том числе на российском Дальнем Востоке и Сибири, опустынивание территорий в результате бездумных хищнических распашек целины, попытки повернуть реки вспять, что привело бы к гибели целого континента, осушение огромных территорий или, напротив, обводнение, орошение при полном отсутствии научного обоснования?

37 Загрязнители биосферы Проблема диоксинов Впервые опасность диоксинов стала очевидной для широкой общественности в 70-х гг. Барри Коммонер – один из мировых лидеров в экологии в докладе к общественным слушаниям в Сент-Луисе, Миссури, США, 30 июля 1994 г. приводит следующие факты: «…26 мая 1971 г около 10 кубометров того, что считалось техническим маслом, было разбрызгано по грунту на находившемся ипподроме в г. Таймз Бич штата Миссури, США, чтобы пыль не мешала скачкам. Три дня спустя ипподром был усеян трупами мертвых птиц, а еще через несколько дней заболели 3 лошади и наездник. К июню умерли 29 лошадей, 11 кошек и 4 собаки. В августе шестилетняя дочь одного из владельцев ипподрома была доставлена в детскую больницу Сент-Луиса с неясными тяжелыми синдромами почечного заболевания. Заболели еще несколько взрослых и детей. И только в августе 1974 г, после того как верхний слой земли на глубину 30 см был удален и вывезен, ипподром стал безопасен для людей, домашних животных и птиц. С этого началось десятилетие споров и домыслов, кульминацией которого стало закрытие и эвакуация всего населения г. Таймз Бич.

38 Потребовалось три года работы, чтобы установить причину всех этих заболеваний и смертей. В грунте, взятом на ипподроме, был обнаружен диоксин в концентрации 30 – 53 части на миллион. В результате стало ясно, что «техническое масло» представляло собой химические отходы завода в Вероне, штат Миссури, где производился трихлорфенол – промежуточный продукт для получения 2,4,5-Т, гербицида «Оранжевый агент», который распылялся в огромных количествах во время Войны во Вьетнаме…».

39 Термин «диоксины» – это совершенно некорректное название целой группы соединений разных химических классов: диоксинов, фуранов и бифенилов, все они содержат атомы хлора. Полное название трех составляющих термина – полихлорированные дибензо-пара- диоксины (ПХДД), полихлорированные дибензофураны (ПХДФ) и полихлорированные бифенилы (ПХБ). Очень часто выделяют «диоксины и ПХБ», или «диоксины/фураны и ПХБ». 3,5,3*,5*-тетрахлорбифенил (ПХБ)

40 Структура молекул некоторых полициклических углеводородов Галогенированные токсиканты, содержащие один атом кислорода в молекуле, называют дибензофуранами, два атома - диоксинами, если вещества не содержит кислорода - это бифенилы. Атомы галогенов (хлора или брома) замещают один и более атомов водорода, входящих в структуру бензольных колец.

41 Ярким примером биологических последствий действия диоксинов являются последствия использования химического оружия во время войны во Вьетнаме – необратимое уничтожение первичных тропических лесов. В дефолиантах, которые распыляли летчики США, была незначительная примесь побочного продукта, который образовывался при производстве гербицида 2,4,5-Т. Этот гербицид был основой всех распылявшихся агентов: «Оранжевого», «Пурпурного», «Розового», «Зеленого» и других цветов, а примесью были диоксины. США использовали в войне 91 тыс. тонн гербицидов, из них 55 тыс. тонн содержали диоксины – 170 кг (в смесях было от 0,5 до 47 мг/кг токсичного тетрахлордиоксина). Всего было обработано 1,6 млн га, пострадали свыше 2 млн человек.

42 Химические вещества, называемые одним словом «диоксины», относятся к группе «суперэкотоксикантов», крайне устойчивых органических загрязнителей природы. Эти вещества чрезвычайно опасны не только для природы, но и для человека. Главный удар они наносят по репродуктивным функциям человека: они разрушают гормональную систему, что приводит к иммунодефициту (падению защитных сил), но главным образом страдают женщины и дети, растет число женских болезней, выкидышей, растет число детских смертей и детей инвалидов, снижается число родившихся.

43 Диоксины – не промышленный продукт. Диоксины всегда образуются при высоких температурах в присутствии атомов хлора. Исключение составляет только производство целлюлозы, где диоксины образуются при не очень высоких температурах. Диоксины очень устойчивы и разрушаются при температурах выше 1000 С. Основным, самым главным источником выбросов диоксинов являются МСЗ. Именно они загрязнили всю землю диоксинами, именно они бросили вызов человечеству.

44 Диоксины в трубе. Та часть диоксинов, которая попадает в трубу, почти целиком связана с частицами пыли. Это естественно, так как диоксины очень хорошо адсорбируются на любых материалах: их адсорбционная способность огромна.

45 Японские ученые (1996) исследовали волосы рабочих МСЗ и контрольной группы людей. Данные выражены в токсических эквивалентах TEQ, которые учитывают также и токсичные соединения ПХБ, как и диоксины, содержащиеся в выбросах МСЗ. Оказалось, что токсичность волос рабочих МСЗ в 3,7 раза выше контроля: 1,18:4,36. Аналогичный результат был получен и при анализе крови у рабочих МСЗ в США (1991). Если волосы отражают загрязнение, идущее в организм, то загрязнение крови это и есть загрязнение самого организма. В крови рабочих МСЗ содержание диоксинов в токсических эквивалентах TEQ было на 30% выше, чем у контрольной группы: 16,6:21,9 пкг/г липидов.

46 Опасно ли это? Неподалеку от МСЗ в Японии (что японские МСЗ одни из лучших в мире) была выявлена зона с высокими показателями смертности от рака. Изучение загрязнения диоксинами окрестностей завода показали, что в зоне до 1,1 км к югу от завода из 57 умерших в течение гг., 24 умерли от рака (42%), а в зоне от 1,1 до 2,0 км из 167 умерших только 34 умерли от рака (20%). Последняя цифра близка к средней для этого региона (25-28%). Тяжелые частицы, несущие диоксин выпадают как раз в зоне, прилегающей к трубе МСЗ, однако более мелкие частицы разносят диоксины по всей стране. Голландцы показали, что даже на расстоянии 24 км от МСЗ хорошо прослеживается диоксиновое загрязнение.

47 Диоксины в твердых отходах К таким отходам относятся шлаки, летучая зола и отходы с фильтров очистки воздуха. Токсичность шлаков складывается из токсичности ПАУ, диоксинов и неопознанных органических токсикантов и, кроме того, токсичных металлов. Примечание. Стоимость захоронения обычного мусора (в среднем) 23 доллара за тонну, а опасных отходов 210 долларов за тонну!

48 "Летучая зола" Диоксины образуются вновь (de novo) в зоне охлаждения, часть из них попадает в летучую золу (технический термин "зола уноса"), а часть улетает в трубу, к нам. Зола уноса это та пыль, которая осаждается на фильтрах. В ней содержатся не только диоксины, но и еще множество опасных веществ. Подробное исследование токсичных свойств летучей золы (ЛЗ) было проведено в Нидерландах еще в 1982 г А. Полихлорированные дибензо-п-диоксины (ПХДД). В. Полихлорированные дибензофураны (ПХДФ). 1. Печь сжигания. 2. Теплообменник. 3. Отходящие газы. 4. Летучая зола(унос).

49 Европа, Америка и Япония проводят целенаправленную государственную политику для решения проблемы диоксинов. Они пытаются (и успешно) снизить выбросы диоксинов в своих странах в сто раз, снизить поступление диоксинов с пищей до приемлемого уровня и резко уменьшить опасность для грудных детей, получающих диоксины с молоком матери. Введение новых, очень жестких норм на выбросы МСЗ является ключевым моментом в этой политике. В США существует Управление по охране окружающей среды в США, ЕРА главное природоохранное ведомство в США. ЕРА сделало прикидочный расчет: после введения в США новых (близких Европейским) норм выбросов диоксинов от различных сжигателей будет остановлено свыше тысячи таких установок.

50 Строительство МСЗ, соответствующих нормам Европейского Союза (НЕС), стоит очень дорого. После введения НЕС в Нидерландах, из имевшихся в стране 12 МСЗ было закрыто 4, то есть одна треть. На переоборудование оставшихся МСЗ было израсходовано свыше миллиарда долларов. В первую очередь были обновлены все очистительные системы. Совершенно очевидно, что проект, приемлемый экологически (соответствующий НЕС) будет совершенно не приемлем с экономической точки зрения. Предлагаемые в настоящее время проекты МСЗ отличаются по цене не очень сильно, это млн. долларов, но почти всегда неясно какие системы очистки отходящих газов будут установлены.

51 Загрязнение воды диоксинами Связывание диоксинов на частичках происходит не только в воздухе, аналогичная картина и в воде. В Англии, к северу от Бирмингема работал сжигатель опасных отходов (фирма Coalite Chemical). В 1991 году в молоке коров на трех фермах были обнаружены опасные количества диоксинов и продажа молока с этих ферм была запрещена. Обследование района показало, что диоксины накопились не только в почве вокруг сжигателя, но и по фарватеру реки Doe Lea. Даже на расстоянии 1,5 км от места сброса сточных вод были найдены высокие концентрации диоксинов.

52 Исследование донных отложений Северной Двины показало, что сброс диоксинов со сточными водами целлюлозно-бумажных комбинатов распространяется на десятки и даже сотни километров, хотя, в чистой воде они растворимы плохо, но на частичках илов их может быть очень много (Таблица).

53 Расстояние от выпуска сточных вод, концентрация в токсических эквивалентах, нг/г донных отложений Расстояние от выпуска сточных вод Концентрация в токсических эквивалентах, нг/г донных отложений ДиоксиныФураны 1 км выше выпуска 0,020, м выше выпуска 0,030, м ниже выпуска 13,012,0 1,2 км ниже выпуска 79,05,7 1,5 км ниже выпуска 97,09,4

54 Эксперимент с мальками радужной форели и летучей золой МСЗ (после 4-х дней пребывания в отравленной воде) 1. Гидроцефалия мозга. 2. Некроз плавников. При этом мальки не все время были в этой отравленной воде, после пребывания в отравленной воде в течение 4-х дней аквариумы промыли чистой водой. В золе было нг/г токсических эквивалентов диоксинов. Спустя два месяца погибло 100%.

55 Что является источником загрязнения сточных вод? Первым источником загрязнения является вода для охлаждения щлака, который образуется при сжигании мусора. Шлак содержит много тяжелых и токсичных металлов. Первым источником загрязнения является вода для охлаждения щлака, который образуется при сжигании мусора. Шлак содержит много тяжелых и токсичных металлов. Другим источником являются скрубберы (для улавливания кислых газов, после охлаждения газов при выходе из печи) и вода для смыва осадков с фильтров. Все эти воды весьма токсичны и требуют специальной очистки. Именно эти воды загрязнили речку Doe Lea в Англии, так как этот сжигатель уничтожал только жидкие токсичные отходы и не имел шлаков. Другим источником являются скрубберы (для улавливания кислых газов, после охлаждения газов при выходе из печи) и вода для смыва осадков с фильтров. Все эти воды весьма токсичны и требуют специальной очистки. Именно эти воды загрязнили речку Doe Lea в Англии, так как этот сжигатель уничтожал только жидкие токсичные отходы и не имел шлаков. Сточных вод в среднем образуется 2,5 м 3 на тонну сжигаемых отходов. Сточных вод в среднем образуется 2,5 м 3 на тонну сжигаемых отходов. Кроме загрязненной воды отходов МСЗ, существует еще одна опасность, связанная с водой, промывающей шлаки, вывезенные на свалки. Кроме загрязненной воды отходов МСЗ, существует еще одна опасность, связанная с водой, промывающей шлаки, вывезенные на свалки.

56

57 Проблема диоксинов в России по своей важности стоит в одном ряду с радиоактивным заражением как по масштабам загрязнения, так и по поражающему значению. Во всех промышленно развитых странах мира имеются специальные государственные программы, направленные на резкое уменьшение эмиссии диоксинов. Так, жесткие меры, регулирующие выбросы диоксинов в Нидерландах (The 1989 Combustion Directive) привели к снижению этих выбросов в воздух (в единицах токсичности TEQ) с 614 г/год до 100 г/год к 1995 году. Принятие подобных программ в странах Европы и в Японии (в США первая подобная программа была принята в начале 70-х годов в рамках Национальной программы «Вредные отходы») показывает, что человечество осознает глобальную опасность, возникшую в результате появления этих особо ядовитых ксенобиотиков.

58 1 августа 1995 года в России на заседании Комиссии по оперативным вопросам Правительства РФ (КОВ) был одобрен проект программы «Защита окружающей природной среды и населения от диоксинов и диоксиноподобных токсикантов на 1995 – 1996 годы» (программа «Диоксин»). Этим проектом Россия официально признала наличие диоксиновой опасности в России и необходимость принятия срочных мер на государственном уровне для борьбы с угрозой диоксинов для здоровья населения.

59 Проблема пестицидов Пестициды – собирательный термин, охватывающий химические соединения различных классов, применяемые в сельском хозяйстве, здравоохранении, промышленности, нефтедобыче и многих других случаях. Пестициды начали использовать еще в войсках Александра Македонского для борьбы с паразитами человека (порошок долматской ромашки). В здравоохранении пестициды применяют для борьбы с членистоногими – переносчиками таких опасных заболеваний, как малярия, чума, туляремия, энцефалит, сонная и слоновая болезнь, многие кишечные заболевания. В здравоохранении и ветеринарии, кроме того, пестициды используют в качестве дезинфицирующих средств, в промышленности – для предохранения неметаллических материалов (полимеров, древесины, текстильных изделий), борьбы с обрастанием морских судов, особенно в южных морях, для борьбы с сероводородобразующими бактериями, для предохранения труб от коррозии.

60 Пестициды классифицируют: инсектициды и акарициды инсектициды и акарициды нематоциды нематоциды фунгициды фунгициды гербициды гербициды ретарданты ретарданты дефолианты дефолианты и т. д. и т. д.

61 Базельскому химику Паулю Герману Мюллеру – руководителю лаборатории фирмы «Гейги» (Geygy) за обнаружение у ДДТ поразительных инсектицидных свойств была присуждена Нобелевская премия в области физиологии и медицины.

62 ДДТ накапливался в пищевых цепях и оказывал губительное действие на их концевые звенья: например, соколы-сапсаны стали исчезать оттого, что вследствие отравления ДДТ они откладывали яйца со слишком тонкой скорлупой, которые во время насиживания разбивались. В результате накопления множества подобных сведений за ДДТ утвердилась слава чудовищно опасного препарата. Когда в США концентрация ДДТ в молоке кормящих матерей в результате передачи этого вещества через пищевые цепи достигла уровня в 4 раза выше предельно допустимого, применение ДДТ было запрещено.

63 В зависимости от способности сопротивляться процессам разложения пестициды подразделяются на слабостойкие (сохраняются в окружающей среде 1 – 12 недель), среднестойкие (сохраняются 1 – 18 месяцев) и очень стойкие (сохраняются два года и более). Очевидно, что слабостойкие пестициды в окружающей среде практически не накапливаются. В идеальном виде пестицид, оказав требуемое воздействие на вредителя, должен был бы сразу разрушиться, образовав безвредные продукты разложения. Особую опасность представляют стойкие и кумулятивные пестициды: триазин, симтриазин, хлордан, гептахлор – они обнаруживаются в почве спустя десять и более лет после применения.

64 Современные пестициды за редким исключением обладают низкой токсичностью, приближающейся к токсичности поваренной соли, и во много раз менее ядовиты, чем кофеин. Следует отметить, что современные пестициды в течение одного вегетационного периода полностью разрушаются в окружающей среде. Применение ДДТ запрещено во всем мире, в бывшем СССР – с 1970-х г. Последовательность введения запрета на ДДТ в различных странах была следующая: Новая Зеландия, СССР, Венгрия, Швеция, Дания, Финляндия, далее – прочие страны.

65 Для уменьшения возможной опасности разработаны следующие требования к современным пестицидам: 1) низкая острая токсичность для человека, полезных животных и других объектов окружающей среды; 2) отсутствие отрицательных эффектов при длительном воздействии малых доз, в том числе мутагенного, канцерогенного и тератогенного действия (тератогенный – повреждающий зародыш); 3) низкая персистентность. Кроме того, рекомендуемые препараты должны обладать следующими свойствами: 1) высокая эффективность в борьбе с вредными организмами; 2) экономическая целесообразность использования; 3) доступность сырья и производства.

66 Накоплен огромный массив информации о действии ДДТ на живые организмы, о процессах аккумуляции и передачи этого токсиканта через пищевые цепи. Так, в отношении последовательного концентрирования ДДТ известно: если ДДТ распыляют с самолета над каким-нибудь стоячим водоемом, то уже через несколько дней его нельзя обнаружить в воде, так как к этому времени он успевает полностью перейти из воды в микроорганизмы (бактерии, водоросли) или же в донный ил водоема. Таким образом, ДДТ переходит в начальные звенья пищевых цепей, и в результате запускается процесс его накопления, которым определяется пагубная роль ДДТ в пищевой цепи

67 Один из наиболее очевидных примеров простой пищевой цепи, в которой циркулирует ДДТ, – это случай с перелетными дроздами, описанный Рашель Карсон. Гриб Ceratocystis ulmi вызывает опустошительную болезнь вязов – так называемую голландскую болезнь. С заболеванием боролись, обрабатывая ДДТ отдельные деревья или целые парковые насаждения. Остатки осевшего на деревьях ДДТ попадают затем с дождевой водой, а осенью и вместе с опадающими листьями в почву или в листовую подстилку. Там ДДТ поглощают дождевые черви, поедающие остатки листьев, и он откладывается и даже концентрируется в их телах. Если теперь перелетные дрозды (Turdus migratorius) будут поедать преимущественно дождевых червей, то они будут хронически отравляться ДДТ. Непосредственно погибает только часть дроздов, но у всех без исключения нарушается способность к размножению. Они становятся стерильными или откладывают бесплодные яйца; либо умирают их птенцы, особенно в тех случаях, когда их кормят дождевыми червями, содержащими ДДТ. Именно поэтому побочным результатом борьбы с голландской болезнью вязов, проводившейся с помощью ДДТ, явилось почти полное исчезновение перелетных дроздов на значительных территориях США.

68 Экологические последствия применения пестицидов оцениваются неоднозначно. С одной стороны, при правильном применении пестицидов не только не обнаруживается их повреждающего действия на экосистемы. Эта группа соединений даже оказывает положительный эффект. С другой стороны, объемы вносимых в настоящее время пестицидов настолько велики, что вызывают значительные экологические сдвиги. Выявлены такие негативные аспекты воздействия пестицидов на биологические объекты, как мутагенный, канцерогенный, аллергенный. Поэтому современная стратегия охраны окружающей среды ориентируется на постоянное снижение остаточных количеств пестицидов в окружающей среде.

69 Природные ресурсы. Насколько их хватит? (По О.В. Богданкевич, 2002) При нынешних темпах потребления пр. ресурсов хватит только на вполне обозримое будущее и по историческим меркам – на очень небольшое время. При нынешних темпах потребления пр. ресурсов хватит только на вполне обозримое будущее и по историческим меркам – на очень небольшое время. Душевое потребление в современном мире, как правило, растет. Растет и население планеты. Душевое потребление в современном мире, как правило, растет. Растет и население планеты. Общая площадь лесов на Земле уменьшается на 2 % в год. Это значит, что сейчас атмосфера получает кислород в основном из лесов России, Канады и океанского планктона. Мы еще можем дышать только потому, что процесс круговорота свободного кислорода в биосфере имеет достаточно длительный период, измеряемый десятками лет. Общая площадь лесов на Земле уменьшается на 2 % в год. Это значит, что сейчас атмосфера получает кислород в основном из лесов России, Канады и океанского планктона. Мы еще можем дышать только потому, что процесс круговорота свободного кислорода в биосфере имеет достаточно длительный период, измеряемый десятками лет. Один из лесопромышленников разрабатывающих лес в бразильской сельве сказал как-то корреспондентам: «Если мне хорошо заплатят, я срублю в сельве последнее дерево». Один из лесопромышленников разрабатывающих лес в бразильской сельве сказал как-то корреспондентам: «Если мне хорошо заплатят, я срублю в сельве последнее дерево».

70 Мировые ресурсы ВеществоЗапасы,т Рост потребления, % Ресурс, годы Алюминий 1,2·10 9 6,455 Хром 1,7·10 8 2,6154 Уголь 5· ,1150 Медь 3·10 8 4,648 Цинк25 Железо ,8173 Свинец ,064 Нефть 4,5· ,050 Газ 3·10 13 м 3 4,750

71 Мировые ресурсы ВеществоЗапасы,т Рост потребления, % Ресурс, годы Горючие сланцы 4,5· Пресная вода – 150 Леса * 42·10 6 км *В Африке уже сведено почти 70 % тропических лесов, а в Южной Америке – 60 %

72 Результаты прогноза «Римского клуба» относительно развития цивилизации Земли (Рис.), исходя из предположения, что будет, если не предпринимать никаких мер по защите окружающей среды, ограничению роста народонаселения, улучшению продовольственной проблемы и ограничению промышленного производства на душу населения. Прогнозы были сделаны в середине 70-х годов

73 Невозобновимые ресурсы земли Загрязнение среды Население Валовый продукт Количество еды на 1 человека

74 Региональные проблемы Дальнего Востока России 1. Экологические проблемы недропользования Геологоразведка охватывает приблизительно 2 – 3 % территории Дальнего Востока. Геологоразведка охватывает приблизительно 2 – 3 % территории Дальнего Востока. Минерально-сырьевые ресурсы широко распространены на территории региона и по многим видам имеют общероссийское значение. Минерально-сырьевые ресурсы широко распространены на территории региона и по многим видам имеют общероссийское значение. Геологическое изучение территории отстает от потребностей производства, поэтому преобладает информация о прогнозных ресурсах, а не о разведанных запасах. Геологическое изучение территории отстает от потребностей производства, поэтому преобладает информация о прогнозных ресурсах, а не о разведанных запасах. Конечной продукцией предприятий горнодобывающей промышленности ДВЭР являются, как правило, концентраты, а не готовые продукты. Практически вся выпускаемая продукция (за небольшим исключением) уходит на переработку в другие регионы России или за ее пределы. Конечной продукцией предприятий горнодобывающей промышленности ДВЭР являются, как правило, концентраты, а не готовые продукты. Практически вся выпускаемая продукция (за небольшим исключением) уходит на переработку в другие регионы России или за ее пределы. Потери минерального сырья при добыче нередко превышают 20 %, технологические же потери при его переработке достигают 50 %. Комплексность использования руд цветных и редких металлов составляет менее 20 %. Таким образом, на всех стадиях ресурсного цикла имеются огромные резервы, позволяющие повысить рациональность использования полезных ископаемых. Потери минерального сырья при добыче нередко превышают 20 %, технологические же потери при его переработке достигают 50 %. Комплексность использования руд цветных и редких металлов составляет менее 20 %. Таким образом, на всех стадиях ресурсного цикла имеются огромные резервы, позволяющие повысить рациональность использования полезных ископаемых.

75 Технические факторы Виды воздействия Ландшафтно- экологические последствия Открытые горные работы Строительство карьеров, сооружений и коммуникаций Образование техногенного ландшафта, сокращение земельного фонда, изменение гидрологических условий Подземная отработка месторождений полезных ископаемых и подземное строительство Строительство шахт, подземных сооружений, разработка горных пород Деформация горных выработок, оседание и провалы на земной поверхности, иссушение территории, развитие карста, затопление и обводнение месторождений, образование нарушенных земель Ландшафтно-экологические последствия влияния горных разработок суммированы в таблице:

76 Технические факторы Виды воздействия Ландшафтно- экологические последствия Извлечение полезных ископаемых скважинами Строительство скважин и технические работы по извлечению полезных ископаемых Активизация карстовых, термокарстовых, суффозионных и других процессов, оседания, провалы грунтов на дневной поверхности, загрязнение подземных вод Промышленное, гражданское и дорожное строительство Строительство предприятий, дорожных коммуникаций Изменение структуры естественного ландшафта, сокращение сельскохозяйственного земельного фонда, активизация неблагоприятных экзогенных экологических последствий

77 Примеры последствий недропользования в Приморском крае: Следствие применения открытых способов добычи полезных ископаемых в Якутии в середине 1990-х годов площадь нарушенных земель превышала 50 тыс. га. в Якутии в середине 1990-х годов площадь нарушенных земель превышала 50 тыс. га. В Магаданской области горнодобывающей промышленностью нарушаются тысячи гектаров В Магаданской области горнодобывающей промышленностью нарушаются тысячи гектаров На юге Дальнего Востока России, где открытым способом добывается более 80 % полезных ископаемых, площадь нарушенных земель достигает уже десятки тысяч гектаров На юге Дальнего Востока России, где открытым способом добывается более 80 % полезных ископаемых, площадь нарушенных земель достигает уже десятки тысяч гектаров Следствие интенсивного освоения месторождений золота На севере Амурской области, где вода очищается очень медленно, золотодобытчики входят в число основных загрязнителей поверхностных вод. Особенно опасен для водных ресурсов дренажно-гидравлический способ добычи, при использовании которого мутность сточных вод превышает естественные значения в 20 – 5000 раз. Мутность воды в ручьях, протекающих по техногенным ландшафтам, сохраняется даже спустя 7 – 9 лет после промывки. Рыбохозяйственное значение река утрачивает на многие годы. На севере Амурской области, где вода очищается очень медленно, золотодобытчики входят в число основных загрязнителей поверхностных вод. Особенно опасен для водных ресурсов дренажно-гидравлический способ добычи, при использовании которого мутность сточных вод превышает естественные значения в 20 – 5000 раз. Мутность воды в ручьях, протекающих по техногенным ландшафтам, сохраняется даже спустя 7 – 9 лет после промывки. Рыбохозяйственное значение река утрачивает на многие годы.

78 Несмотря на имеющиеся сложности, горнодобывающая промышленность региона имеет все предпосылки для своего развития. По оценкам дальневосточных ученых, имеющиеся запасы позволяют организовать новые виды добычи: железных руд, титана, алюминия, фосфатов, редкоземельных элементов и т. д. Сырьевая база региона может удовлетворить общероссийские потребности в олове, вольфраме, благородных металлах, а также потребности региона в агрохимическом сырье, цементе, черных металлах и т.д.

79 2. Топливно-энергетические ресурсы ДВЭР В настоящее время уровень развития нефтегазового комплекса на Дальнем востоке является невысоким. В 2000 г. Здесь было добыто 3781 тыс. т. нефти, львиная доля которой приходится на Сахалинскую область – 3362 тыс. т. Однако, этот объем составляет лишь 20 % от фактически требуемого. По прогнозам, к 2015 г. Потребности региона в нефти и нефтепродуктах возрастут до 25 млн. т. В то же время Дальний Восток располагает собственными довольно значительными ресурсами нефти и газа. 90 % этих ресурсов сосредоточено на морском шельфе. Так, высокие перспективы на нефтегазоносность имеют Западно- Камчатский, Северо-Охотский, Тургоро-Чумиканский бассейны и в целом Охотская нефтегазовая провинция. Ресурсный потенциал Охотского моря оценивается в 10 – 11 млрд т. усл. топл. На шельфе Сахалина открыто 8 месторождений углеводородного сырья. В настоящее время на шельфе ведутся работы на 5 месторождениях тремя компаниями (ОАО «Роснефть- Сахалинморнефтегаз», «Эксон Нефтегаз Лимитед», «Сахалинская энергия»

80 Несмотря на то, что на смену «эры нефти» идет эра экологически гораздо более чистого вида топлива – «эра природного газа», в некоторых регионах страны главным видом топлива будет оставаться уголь. Это в первую очередь относится к Приморскому краю, хотя углем богат и Дальний Восток в целом. Такое размещение ископаемых топливных ресурсов предопределено нашей геологической историей (условия для угленакопления на Дальнем Востоке сложились в мелу. Теплый и влажный климат этого времени способствовал интенсивному угленакоплению). Уголь – традиционный энергоноситель в ДВЭР. Характерна особенность ДВЭР – очень неравномерное размещение природных топливно-энергетических ресурсов. Наиболее крупные потенциальные источники сосредоточены в суровых, мало освоенных и трудно доступных районах Севера, не имеющих инфраструктуры и транспортных связей с развитыми районами.

81 К перспективным месторождениям Дальнего Востока, которые могут обеспечить существенный прирост добычи угля, относятся: Ерковецкое (буроугольное) и Огоджинское (каменноугольное) в Амурской области, Ерковецкое (буроугольное) и Огоджинское (каменноугольное) в Амурской области, Ургальское (каменноугольное) в Хабаровском крае, Ургальское (каменноугольное) в Хабаровском крае, Эльгинское (каменноугольное) и Кангаласское (буроугольное) в Якутии, Эльгинское (каменноугольное) и Кангаласское (буроугольное) в Якутии, Бикинское и Павловское (буроугольные) в Приморском крае (Пожарский район), Бикинское и Павловское (буроугольные) в Приморском крае (Пожарский район), Солнцевское (буроугольное) на Сахалине (о. Сахалин является настоящей кладовой угля на Дальнем Востоке. Разведанные с различной степенью запасы составляют 3,0 млрд т., а прогнозные ресурсы – 17,9 млрд т. Больше половины запасов приходится на бурые угли. Солнцевское (буроугольное) на Сахалине (о. Сахалин является настоящей кладовой угля на Дальнем Востоке. Разведанные с различной степенью запасы составляют 3,0 млрд т., а прогнозные ресурсы – 17,9 млрд т. Больше половины запасов приходится на бурые угли. В Приморье уголь завозят из Сибири и Южной Якутии (Нерюнгри)

82 Первостепенное значение для топливной энергетики края имеет Бикинское месторождение – самое крупное в Приморье. На базе добываемых углей работает крупнейшая на Дальнем Востоке Приморская ГРЭС. Разрезы и ГРЭС объединены в топливно-энергетический комплекс – ТЭК (ЛуТЭК). Вместе с тем, отработка Бикинского месторождения открытым способом сопровождается неизбежными экологическими проблемами, вызывая следующие техногенные изменения природной среды: нарушения земной поверхности и растительного покрова на площадях отработок; нарушения земной поверхности и растительного покрова на площадях отработок; загрязнения поверхностных водотоков сточными водами, изменение гидрогеологических условий за счет откачки карьерных вод; загрязнения поверхностных водотоков сточными водами, изменение гидрогеологических условий за счет откачки карьерных вод; загазованность и запыленность атмосферного воздуха в районе действующего разреза и ГРЭС; загазованность и запыленность атмосферного воздуха в районе действующего разреза и ГРЭС; изъятие земель; изъятие земель; размыв откосов отвалов грунта и водозащитных дамб во время дождей и ливней; размыв откосов отвалов грунта и водозащитных дамб во время дождей и ливней; производственный шум производственный шум

83 Ежегодно горными работами и транспортными коммуникациями разрезов этого месторождения нарушается 250 – 300 га земель, которые должны быть рекультивированы. К отрицательным экологическим последствиям энергетики, построенной на использовании невозобновляемых источников, наряду с истощением запасов полезных ископаемых относятся: тепловое загрязение атмосферы; тепловое загрязение атмосферы; повышенный расход атмосферного кислорода транспортом и энергоустановками; повышенный расход атмосферного кислорода транспортом и энергоустановками; загрязнение окружающей среды вредными выбросами; загрязнение окружающей среды вредными выбросами; опасность возникновения техногенных катастроф опасность возникновения техногенных катастроф Альтернатива – возобновляемые источники энергии ГидроэнергетикаГелиоэнергеттка ВетроэнергетикаБиоэнергетика Геотермальная энергетикаВолновая энергетика Приливная энергетикаВодородная энергетика

84 Самостоятельно: 1)Лесные ресурсы ДВЭР и экологические проблемы лесопользования; 2)Морские биологические ресурсы; 3)Водные ресурсы Приморского края Христофорова Н.К. Экологические проблемы региона: Дальний Восток – Приморье: Учебное пособие. Владивосток; Хабаровск: Хабаровск. кн. изд-во, с.