WWW.NEW.Z-PDF.RU
БИБЛИОТЕКА  БЕСПЛАТНЫХ  МАТЕРИАЛОВ - Онлайн ресурсы
 

Pages:     | 1 || 3 | 4 |

«“Уральский государственный лесотехнический университет” Кафедра химии Разработчики: доцент Серова Е.Ю., профессор Дрикер Б.Н. ЭКОЛОГИЯ Курс лекций, ...»

-- [ Страница 2 ] --

4.4. Экосистемы Организмы, популяции, биоценозы не могут существовать без неорганической среды — биотопа. Для живых организмов это не только местообитание, но в той или иной мере «сырьевая база». Таким образом, живая и неживая природа образуют единое целое. Это понимали ученые уже в глубочайшей древности. С развитием экологии как науки встала необходимость в ее элементарной функциональной единице, которая была предложена английским ботаником А. Тенсли в 1935 г. и получила название «экосистема» (экологическая система) .

Экосистема является совокупностью живых организмов и неживой среды их обитания с присущими ей экологическими факторами. Экосистемы являются элементарными составными частями биосферы .

Экосистема — это любое сообщество живых организмов, т.е. биоценоз вместе с его физической средой обитания (экотопом), функционирующее как единое целое (т.е. совокупность живых организмов и условий среды) .

Различают: 1) микроэкосистемы (лужа, пень, аквариум, муравейник); 2) мезоэкосистемы (озеро, пруд, лес, луг); 3) макроэкосистемы (море, океан, тайга, тундра); 4) мегаэкосистемы (биосфера). Экосистема — понятие широкое и применимо для обозначения естественных (озеро и искусственных (аквариум) природных комплексов. Все при родные экосистемы связаны между собой и вместе образуют живую оболочку Земли, которая рассматривается как глобальная экосистема — биосфера .

Академиком В.Н. Сукачевым (1942) создано учение о биогеоценозе как единстве биоценоза и его биотопа .



Биогеоценоз (от греч. биос - жизнь, гео - земля, ценоз - общий) — природный комплекс, включающий различные сообщества (биоценозы в абиотическом окружении и четко ограниченный частью земной поверхности — открытой или под водой. Отличие экосистемы от биогеоценоза состоит в том, что граница биогеоценоза устанавливается по границе фитоценоза (лес, луг) Биогеоценоз — элементарная биотерриториальная единица биосферы. Основа существования биогеоценоза — круговорот веществ в природе (растения — животные — грибы, бактерии и снова растения). Любая экосистема является открытой системой, динамично изменяющейся под воздействием различных внутренних и внешних факторов. Формирование экосистемы (биогеоценоза) начинается с заселения первыми живыми организмами ранее безжизненных территорий. Это лишайники — симбиотические организмы, представляющие самодостаточную систему, состоящую из водорослей и гифов грибов. Лишайники создают «пионерные» (первые) сообщества. Постепенно из их остатков и горной породы формируется почва для заселения растениями. Сначала появляются споровые растения (мхи, папоротникообразные), а после того как почвенные характеристики станут приемлемыми, появляются травы, кустарники, деревья (семенные растения) .

Состав экосистемы. Он представлен двумя группами компонентов:

абиотическими и биотическими. К абиотическим относятся важнейшие элементы неживой природы: неорганические вещества и химические элементы, участвующие в биогенных круговоротах веществ (углекислый газ, кислород, азот, фосфор, сера, кальций, калий и т. д.); органические вещества, являющиеся отходами жизнедеятельности живых организмов или отмершими организмами (белки, жиры, углеводы и др.); воздушная, водная или литосферная среда обитания; климатический и погодный режимы;

уровень фонового ионизирующего излучения и т.д .

Биотические компоненты представлены тремя группами организмов:

продуцентами, консументами и редуцентами .





Экосистема основана на единстве живого и неживого вещества. Суть этого единства проявляется в следующем. Из элементов неживой природы, главным образом молекул CO2 и H2O, под воздействием энергии солнца синтезируются органические вещества, составляющие все живое на планете. Процесс создания органического вещества в природе происходит одновременно с противоположным процессом - потреблением и разложением этого вещества вновь на исходные неорганические соединения. Совокупность этих процессов протекает в рамках экосистем различных уровней иерархии. Чтобы эти процессы были уравновешены, природа за миллиарды лет отработала определенную структуру живого вещества системы .

Движущей силой в любой материальной системе служит энергия. В экосистемы она поступает главным образом от Солнца. Растения за счет содержащегося в них пигмента хлорофилла улавливают энергию излучения Солнца и используют ее для синтеза основы любого органического вещества - глюкозы C6H12O6.

Это есть процесс фотосинтеза:

Излишек атомов кислорода выделяется в атмосферу в газообразной форме .

Кинетическая энергия солнечного излучения преобразуется, таким образом, в потенциальную энергию, запасенную глюкозой. Из глюкозы вместе с получаемыми из почвы минеральными элементами питания биогенами - образуются все ткани растительного мира - белки, углеводы, жиры, липиды, ДНК, РНК, то есть органическое вещество планеты .

Кроме растений продуцировать органическое вещество могут некоторые бактерии. Они создают свои ткани, запасая в них, как и растения, потенциальную энергию из углекислого газа без участия солнечной энергии. Вместо нее они используют энергию, которая об-разуется при окислении неорганических соединений, например, аммиака, железа и особенно серы (в глубоких океанических впадинах, куда не проникает солнечный свет, но где в изобилии скапливается сероводород, обнаружены уникальные экосистемы). Это так называемая энергия химического синтеза, поэтому организмы называются хемосинтетиками .

Таким образом, растения и хемосинтетики создают органическое вещество из неорганических составляющих с помощью энергии окружающей среды. Их называют продуцентами или автотрофами. Высвобождение запасенной продуцентами потенциальной энергии обеспечивает существование всех остальных видов живого на планете. Виды, потребляющие созданную продуцентами органику как источник вещества и энергии для своей жизнедеятельности, называются консументами или гетеротрофами .

Консументы - это самые разнообразные организмы (от микроорганизмов до синих китов): простейшие, насекомые, пресмыкающиеся, рыбы, птицы и, наконец, млекопитающие, включая человека .

Консументы, в свою очередь, подразделяются на ряд подгрупп в соответствии с различиями в источниках их питания .

Животные, питающиеся непосредственно продуцентами, называются первичными консументами или консументами первого порядка. Их самих употребляют в пищу вторичные консументы. Например, кролик, питающийся морковкой, - это консумент первого порядка, а лиса, охотящаяся за кроликом, - консумент второго порядка. Некоторые виды живых организмов соответствуют нескольким таким уровням. Например, когда человек ест овощи - он консумент первого порядка, говядину - консумент второго порядка, а употребляя в пищу хищную рыбу, выступает в роли консумента третьего порядка .

Первичные консументы, питающиеся только растениями, называются растительноядными или фитофагами. Консументы второго и более высоких порядков - плотоядные. Виды, употребляющие в пищу как растения, так и животных, относятся к всеядным, например, человек .

Мертвые растительные и животные остатки, например опавшие листья, трупы животных, продукты систем выделения, называются детритом .

Это органика! Существует множество организмов, спе-циализирующихся на питании детритом. Они называются детритофагами. Примером могут служить грифы, шакалы, черви, раки, термиты, муравьи и т.п. Как и в случае обычных консументов, различают первичных детритофагов, питающихся непосредственно детритом, вторичных и т. п .

Наконец, значительная часть детрита в экосистеме, в частности опавшие листья, валежная древесина, в своем исходном виде не поедается животными, а гниет и разлагается в процессе питания ими грибов и бактерий .

Поскольку роль грибов и бактерий столь специфична, их обычно выделяют в особую группу детритофагов и называют редуцентами. Редуценты служат на Земле санитарами и замыкают биогеохимиче-ский круговорот веществ, разлагая органику на исходные неорганические составляющие - углекислый газ и воду .

Таким образом, несмотря на многообразие экосистем, все они обладают структурным сходством. В каждой из них можно выделить фотосинтезирующие растения - продуценты, различные уровни консументов, детритофагов и редуцентов. Они и составляют биотическую структуру экосистем .

Развитие экосистем. История развития биосферы говорит о том, что в экосистемах происходит постепенная и последовательная смена одних биоценозов другими. Этот процесс называют экологической сукцессией. Она происходит под воздействием как природных, так и антропогенных факторов .

В современной экологии различают аутогенную (от греч autos — сам) и аллогенную (от греч. alios — другой, иной) сукцессии. Аутогенные, т.е. самопорождающиеся, сукцессии вызываются изменением структуры и системы связей в сообществах экосистемы, а также между сообществами и неживой природой из-за внутренних процессов в экосистеме. Если изменения вызываются внешними по отношению к экосистеме силами, то такая сукцессия является аллогенной. Аллогенные сукцессии возникают при различных воздействиях человека на экосистемы: вырубке лесов, осушении болот, загрязнении водоемов и т.д .

Сукцессия, начинающаяся на вновь образовавшемся субстрате (от лат. substratus — подстилка), называется первичной Классическим примером первичной аутогенной сукцессии является формирование скального биоценоза. В начале на скалах поселяются накипные лишайники, почти одновременно формируется комплекс микроскопических водорослей, простейших, некоторых насекомых и клещей. Каменный субстрат постепенно превращается в подобие почвы, где затем поселяются кустистые лишайники, зеленые мхи. Еще позднее на базе возникшей почвы селятся сосудистые растения (травы, кустарники), идет процесс обогащения животных сообществ .

Если сообщества развиваются на субстрате, первоначально измененном деятельностью живых организмов, то наблюдается вторичная сукцессия. Так, вторичная сукцессия происходит на месте лесного пожара или вырубки. Там, где ранее рос еловый лес, существенно меняются экологические факторы: освещенность, температура, влажность. Эти изменения являются неблагоприятными для ранее обитавших здесь биоценозов, поэтому вначале на этом месте формируется фитоценоз из светолюбивых трав (рис. 4.3) .

Рис. 4.3. Вторичная сукцессия в полосе умеренного климата

Затем прорастают кустарники и светолюбивые лиственные деревья (береза, осина, ива). Одновременно с лугово-кустарниковой растительностью формируются сообщества животных: насекомые, грызуны, птицы, рептилии. Постепенно подросшие деревья вытесняют луговокустарниковые фитоценозы, на их место приходит молодой лиственный лес с несомкнутыми кронами. При этом изменяется и состав животного населения. После смыкания крон, под древесным пологом в условиях затенения и повышенной влажности начинается интенсивное прорастание семян ели. Постепенно из-за затененности луговая растительность исчезает, сменяясь мхами и лесными травами, образуется смешанный лес. Подрастающие ели задерживают восстановление лиственных пород, смыкание крон елей еще больше угнетает березы и осины. Доминантами становятся ели, и восстанавливается исходный тип лесной экосистемы .

Скорость первичных сукцессий — тысячи и десятки тысяч лет. Вторичные сукцессии протекают намного быстрее, поскольку субстрат биотопа пригоден для развития фитоценозов и нет необходимости его изменять, как в случае формирования скального биоценоза .

Сукцессия завершается формированием биоценозов, наиболее адаптированных к данному биотопу. Состояние стабилизированной экосистемы называют климаксом .

Специфическую форму смены биоценозов представляют деградационные сукцессии, заключающиеся в последовательном использовании различными видами одной и той же мертвой органики. При этом наблюдается последовательная смена гетеротрофных сообществ, а сукцессия направлена в сторону структурного и химического упрощения разлагаемого органического вещества .

В качестве примера таких смен могут служить изменения видового состава организмов, потребляющих древесину на разных стадиях ее разложения. Такая сукцессия есть и в сильно загрязненных органикой водоемах. При такой сукцессии энергетические запасы постепенно исчезают, а из-за отсутствия автотрофных процессов климакс не наступает. По сути, в этих условиях образуются временные биоценозы, связанные одним и тем же пищевым субстратом. Таким образом, сукцессия — это направленное во времени развитие экосистемы до установления равновесия между биоценозом и биотопом .

Фундаментальные крупномасштабные формы сукцессий представлены сменами экосистем на протяжении многих столетий. Сукцессии такого масштаба охватывали целые геологические периоды в развитии Земли и осуществлялись из-за глобального изменения климата, рельефа, площади, занимаемой сушей, и других свойств литосферы, гидросферы и атмосферы. Они отражают историю развития биосферы. При этом процессы смены сообществ отличаются от уже рассмотренных, поскольку происходят в функционирующих экосистемах .

Последовательные, медленно происходящие изменения биотопа приводят к тому, что значение экологических факторов для многих видов смещаются в область угнетения, а затем - в область невозможности существования. Происходит замещение этих видов другими, более адаптированным к изменившимся экологическим факторам, т.е. происходит аутогенная сукцессия .

Можно привести пример исторической смены экосистем когда происходило изменение биоценозов по мере отступления ледников после глобальных оледенений. При этом настолько нарушался почвенный покров, что зачастую наблюдалась первичная аутогенная сукцессия .

Из-за невозможности определения числа экосистем в биосфере, так как отсутствуют их четкие границы, экологи изучаю в основном крупные экосистемы — биомы .

Биом — это совокупность экосистем с определенными климатическими условиями и типом растительности, тесно связанных потоками энергии, круговоротом веществ, миграцией организмов и составляющих географическое единство. Выделяют три основные группы биомов: сухопутные, морские и пресноводные .

Определяющим фактором при выделении сухопутных биомов является особенность растительности географического региона. Их формирование зависит от макроклимата, который в свою очередь зависит от географической широты местности. Одной из характеристик климата является среднегодовая температура, которая на экваторе составляет 26°С, а на широте 40 град,— уже почти в два раза меньше. Это определяет последовательную смену растительности при движении от экватора к полюсу .

Такая же смена растительности наблюдается и с увеличением высоты над уровнем моря .

Мировой океан занимает 70,8% поверхности Земли, поэтому морские биомы играют существенную роль в функционировании биосферы .

Они формируются в зависимости от глубины океана .

К пресноводным биомам относятся реки, озера, пруды. Они, как правило, неглубоки. Их площадь и биомасса меньше площади и биомассы Мирового океана в 180 и 82 раза соответственно. Вместе с тем, они оказывают значительные мезо- и региональное воздействия на климат и, как следствие, на биосферу. Велика их роль и в развитии человечества. Новые поселения возникали, как правило, на берегах рек и озер. Там люди находили не только воду для своих нужд, но и пищу. Реки с незапамятных времен использовались как транспортные артерии .

4.5. Антропогенные экосистемы Эпоха цивилизации, особенно ее последние столетия, ознаменована не только быстрым ростом населения, развитием сложных технических систем, но и созданием антропогенных экосистем. Классическим примером таких систем являются города .

Практически любой город является гетеротрофной экосистемой, получающей энергию и вещество с местности, находящейся за его пределами. Жизнедеятельность индустриального города невозможна без притока огромного количества энергии: примерно 0,7 МДж/(ч м2). Энергия образуется в результате сжигания различных энергоносителей (газ, мазут, каменный уголь), а также поступает в виде электроэнергии, полученной за пределами города. В основном вся эта энергия, в конечном итоге, превращается в тепловую, и лишь небольшая часть - в энергию химических связей различных соединений (химических волокон, пластмасс и т.д.). Тепловая энергия рассеивается в окружающем город пространстве и частично уходит за него со стоками (температура стоков зачастую достигает 40— 50°С), В результате в городах несколько теплее и больше облачность, чем в соседней сельской местности .

Города имеют зеленые насаждения: деревья, газоны, клумбы, кустарники, растения в водоемах, которые относятся к продуцентам. Вместе с тем, их первичная органическая продукция в снабжении города веществом и энергией играет крайне незначительную роль. «Зеленый пояс» городов имеет в основном эстетическое и рекреационное (от лат. recreatio — отдых, выздоровление) значение, уменьшает колебания температуры, поглощает шум, уменьшает загрязнение воздуха. Там поселяются сообщества птиц и мелких животных. На содержание и восстановление зеленых насаждений города затрачивается определенная энергия. Так, для содержания 1 м2 аккуратного газона требуются затраты энергии до 2 МДж в год .

Город производит товары, услуги, культурные ценности которые потребляются не только городским, но и сельским населением. Вместе с тем, город является основным источником вредных выбросов: твердых, жидких и газообразных. В результате в городах появился ряд экологических проблем, не свойственных сельской местности: недостаток чистой воды и чистого воздуха, высокая концентрация вредных веществ в почве .

Площадь суши, занятая городами, невелика (не более 5%) Несмотря на это, города оказывают существенное влияние на обширные прилегающие территории. Газообразные выбросы загрязняют прилегающие территории, площадь которых почти в 10 раз превышает площадь города. Жидкие загрязняющие вещества достигают Мирового океана, изменяя его химический» состав. Огромные территории за городом заняты под твердые отходы. Тем не менее, наблюдается постоянный рост городского населения и увеличивается площадь, занимаемая городами Следует отметить, что без огромных поступлений энергии воды и пищи извне город существовать не может. Важнейшую роль в функционировании города играет поступающая энергия. Город как переуплотненный биоценоз без притока энергии может обойтись очень непродолжительное время. Без энергии перестанут работать водопровод, канализация, прекратится вывоз твердых отходов, начнется интенсивное загрязнение территории города, а затем и эпидемии, особенно в летнее время, жители начнут покидать город, поэтому первостепенной задачей для обеспечения функционирования такого переуплотненного биоценоза, каким является город, является обеспечение его энергией .

К антропогенным экосистемам относятся также агроэкосистемы — искусственно созданные и постоянно поддерживаемые человеком экосистемы, предназначенные для получения сельхозпродукции (поля, огороды, сады, комплексы по выращиванию животных с прилегающими пастбищами и т.д.). В отличие от городов значительную долю в агроэкосистемах составляют продуценты. По сравнению с естественными экосистемами (лес, луг), которые используют только энергию Солнца, агроэкосистемы получают также и дополнительную энергию при выполнении различных работ людьми, животными, машинами, механизмами в виде удобрений, ядохимикатов, воды для орошения. Для получения максимума чистой валовой продукции животные и растения подвергаются искусственному отбору, снижается их разнообразие. Так, 30 пищевых растений составляют 95% от массы всей нашей растительной пищи. Из них больше всего используются пшеница, кукуруза, рис и картофель .

Характерной особенностью агроэкосистем является их малая экологическая устойчивость при высокой урожайности, как правило, одной культуры или высокой продуктивности животных. Если прекращается приток к ним вещества и энергии, то агроэкосистемы быстро деградируют и уступают место естественным экосистемам. Так, если не убрать пшеничное поле и прекратить его дальнейшую обработку (вспашку, засевание и т.д.), то через несколько лет пшеница с него будет полностью вытеснена, а на смену придут естественные фитоценозы .

Подводя итог сказанному в четвертой главе, надо отметить следующее. Жизнь в биосфере достаточно четко структурирована и имеет три иерархических надорганизменных уровня: популяция, биоценоз и экосистема. В последние 100—150 лет человек оказал существенное влияние на большинство природных популяций, причем в сторону уменьшения их численности. В результате некоторые виды живых организмов исчезли, многие находятся под угрозой исчезновения. Исчезающие виды заносятся в Красную книгу и находятся под защитой государств и мирового сообщества .

Популяции обособленно существовать не могут, они вступают во взаимоотношения с другими популяциями, образуя тем самым многовидовые сообщества живых организмов — биоценозы.

По участию в биогенном круговороте веществ биоценозы содержат три группы организмов:

продуценты, консументы и редуценты. Продуценты из простых неорганических соединений синтезируют сложные органические вещества, которые консументы используют в качестве питания. Редуценты разлагают мертвое органическое вещество до исходных неорганических соединений, которые опять вовлекаются в круговорот .

Популяции, биоценозы, обмениваясь с окружающей неорганической средой веществом и энергией, образуют с ней единое целое, называемое экосистемой. Экосистемы (луг, лес, озеро) не имеют четко очерченных границ, что в основном связано с возможностью перемещения живых организмов в пространстве, поэтому в экологии чаще всего изучаются крупные экосистемы — биомы. Выделяют три группы биомов: сухопутные, морские и пресноводные. В эпоху цивилизации человеком созданы искусственные экосистемы: города и агроэкосистемы. Они неустойчивы и требуют постоянного притока вещества и энергии извне .

Самой крупной экосистемой Земли является биосфера, которая в прошлом, настоящем и обозримом будущем является для человека единственным местом обитания. Сохранение биосферы во всем ее многообразии для потомков — главная задача человечества .

Глава 5. ГЛОБАЛЬНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ

5.1. Общие черты современного экологического кризиса Бурное развитие промышленности и транспорта в XX в. привело к глобальным изменениям в окружающей среде: загрязнению биосферы отходами производства, деструкции экологических систем, изменению структуры поверхности Земли, климата и др .

Двадцатый век — век блестящих достижений науки и техники. Отметим основные из них: 1) овладение ядерной реакцией, 2) создание лазера, 3) выход в космос, 4) создание современных транспортных средств и коммуникаций, 5) победа над многими страшными болезнями и т.д. Эти достижения вызвали колоссальный рост промышленности, которая развивалась, зачастую исходя из принципа неисчерпаемости природных ресурсов и бесконечности земных пространств.

Такой подход породил ряд экологических проблем:

1. отравление воздуха, воды и почвы ядовитыми отходами промышленности и сельского хозяйства;

2. острый недостаток чистой пресной воды, а в крупных мегаполисах — и кислорода в воздухе;

3. истощение минеральных ресурсов;

4. энергетический кризис;

5. недостаток продуктов питания из-за резкого увеличения населения Земли и эрозии почв;

6. нарушение биологического и климатического равновесия в природе .

Эти признаки экологического кризиса говорят о том, что человечество не спешит исправлять допущенные ошибки, а отсрочка существенно затянулась и только усугубляет положение .

Глобальные проблемы современной цивилизации — это проблемы, от решения которых зависит дальнейшая судьба человечества. Рассмотрим эти проблемы .

5.2. Демографическая проблема За последние 100 лет численность населения планеты увеличилась на 4,4 млрд. человек. Если в 1900 г. численность населения составляла 1 млрд. 660 млн. человек, то в 2010 г. - 7,0 млрд. человек. Именно поэтому термин «демографический взрыв» означающий быстрый рост численности людей, появился в XX в Десятки тысяч лет численность населения планеты росла очень медленно. Примерно 10 тыс. лет назад на Земле жили, вероятно, около 5 млн человек .

К началу новой эры численность людей составляла 200-300 млн человек. В Средние века темп рост замедлился из-за эпидемий и войн. Резкий рост численности людей планеты совпал с началом промышленной революции — около 200 лет назад, в результате которой расширилась среда обитания человека. Этот ускоренный рост продолжается и в настоящее время. Самое последнее его ускорение пришлось на вторую половину XX в., т.е. на наши дни. После Второй мировой войны государства Азии и Африки, Центральной и Южной Америки с помощью Всемирной организации здравоохранении (ВОЗ) повели решительное наступление на болезни. Уровень смертности резко снизился, а уровень рождаемости остался прежним - высоким. За счет этих стран численность населения планеты резко увеличилась. Так, первый свой миллиард человечество отметило около 1830 г., второй — через 100 лет (1939), третий — через 20 лет (1960), четвертый — через 15 лет (1975), пятый — через 12 лет (1987), шестой — через 10 лет (1997) и седьмой — через 13 лет (2010) .

В 1994 г. на Земле проживали более 5,5 млрд человек. Сейчас ежегодно население планеты увеличивается на 80—90 млн человек — столько живет во Франции и Испании, вместе взятых! За сутки численность населения планеты увеличивается почти на четверть миллиона человек, за час — на 10 тыс. Это равноценно ежесуточному появлению средних размеров российского областного города (Белгород, Калуга, Псков) или ежечасному — небольшого районного центра. При существующих темпах роста населения планеты его удвоение произойдет через 70 лет, но «зенит» демографического взрыва, по мнению ученых, пройден. Предполагается, что стабилизация численности населения планеты будет достигнута к середине XXI в. и не превысит 10 млрд человек, т.е. будет примерно вдвое больше нынешнего. Всего через 25 лет удвоится население Африки, Ближнего и Среднего Востока (Бруней — 11 лет, ОАЭ и Катар — 13 лет), в то время как Европе для этого понадобится 282 года, а, например, Ирландии — 1000лет. Если в 1900 г. из 15 крупнейших стран по числу жителей семь находились в Европе, пять в Азии и три в Америке, то, согласно прогнозам, в ближайшие годы в этом списке не останется ни одной западноевропейской страны, но окажутся девять азиатских (Китай, Индия, Индонезия, Пакистан, Бангладеш, Япония, Вьетнам, Филиппины, Иран), две африканские (Нигерия, Египет), две латиноамериканские (Бразилия и Мексика), а также США и Россия. Проблемы развивающихся стран с резко увеличившейся численностью населения достаточно наглядны. Новых людей нужно кормить, учить, лечить, обеспечивать жильем, готовить для них рабочие места... Увеличение численности означает также необходимость новых затрат, так называемых «демографических инвестиций». В связи с этим темпы экономического роста снижаются: слишком большая часть прироста национального дохода, а то и весь, уходит на поддержание жизненного уровня народа на уже достигнутом уровне. Поэтому быстрый рост численности населения планеты стал причиной появления устрашающих прогнозов о вероятном перенаселении и гибели Земли .

Таким образом, рост населения во второй половине XX в. приобрел взрывной характер и получил название «демографический взрыв» .

Существует несколько причин настоящего демографического взрыва. Прежде всего, это колоссальные достижения медицины. Побеждены страшнейшие болезни (чума, оспа, холера и т.д.), уносившие в недалеком прошлом тысячи и миллионы жизней. Тысячелетия средняя продолжительность жизни человека не превышала 30-35 лет. Вспомним русские сказки: у старика было три молодых сына. Действительно, мужчина, доживший до 50 лет, был глубоким стариком. Всего 250 лет назад на первом году жизни умирали до 85% детей, сейчас в развитых странах - не более 5Кроме того, достижения в области техники, земледелия существенно облегчили труд человека и позволили значительно улучшить условия жизни и качество питания. Это также положительно повлияло на продолжительность жизни .

Вместе с тем, следует отметить, что наблюдается снижение темпов прироста населения. В 1970 г. он составил 1,8%, в 1980-х гг. - упал до 1,7%, а в 1990-х гг. — до 1,48%. Многие демографы полагают, что в ближайшем будущем рождаемость в мире стабилизируется на уровне, обеспечивающем лишь обновление поколений при общей стабильной численности .

Если население стабилизируется на уровне 11-13 млрд. человек, то как долго эта стабильность может просуществовать? Для обеспечения жизнедеятельности такого количества людей хотя бы на современном уровне необходимы колоссальные ресурсы. По оценкам крупнейших ученых, к концу XXI в. потребности человечества при нынешних темпах развития перерастут земные ресурсы. В этом и состоит основная проблема существования современной цивилизации .

Стабилизация численности населения неизбежно приведет к его старению .

Если в 1950 г. стариков старше 80 лет было всего около 1%, старше 65 лет — чуть более 8%, а детей до 14 лет — 35%, то в 2006 г. эти значения достигли 2,6%, 10,8% и 28% соответственно. По прогнозам С.П. Капицы, к 2050 г. число детей до 14 лет снизится до 22%, столько же будет и пожилых людей (старше 65 лет) .

В Российской Федерации наблюдаются иные тенденции. Население, начиная с первой половины 90-х годов прошлого столетия, неуклонно сокращается. В соответствии с данными Центра демографии и экологии человека Института народнохозяйственного прогнозирования Российской академии наук, население Российской Федерации начало сокращаться с 1992 г. Если в 1992 г. численность населения составляла 148,3 млн человек, то к 2005 г. она сократилась до 143,4 млн чел. Данный центр обосновал три варианта прогноза изменения численности населения России до 2016 г. Все три варианта неутешительны — будет происходить дальнейшее уменьшение численности населения, а в зависимости от варианта она составит от 125,7 до 142,8 млн человек .

5.3. Продовольственная проблема Существование человека зависит от состояния окружающей среды .

Наиболее остро это ощущается в связи с обеспечением населения продовольствием .

По данным Всемирной организации здравоохранения, ежегодно в мире от недоедания и белково-калорийной недостаточности погибает 15 млн человек. В настоящее время от голода и недоедания страдает население в слаборазвитых странах Азии, Латинской Америки и особенно Африки. По оценкам ООН, число голодающих в мире достигает 800 млн человек. Эксперты Международного банка реконструкции и развития полагают, что их более 1 млрд человек. По данным ФАО (Сельскохозяйственная и продовольственная организация ООН), 64 страны не в состоянии обеспечить себя продовольствием. Еще большее число людей недоедает. По различным оценкам, таких людей на планете от 2 до 3 млрд .

Эксперты Всемирной организации здравоохранения считают, что около 50% детской смертности в Латинской Америке являются следствием плохого питания и в первую очередь — неполноты рациона питания. Каждый год в мире умирает от голода до 30 млн детей .

По данным ФАО, с середины 60-х до начала 90-х годов прошлого столетия мировое производство продуктов питания ежегодно увеличивалось примерно на 2%, а население Земли росло несколько меньшими темпами. Так, производство зерновых с 1950 г. по 1990 г. увеличилось на 182% и достигло 1,73 млрд т, но затем прирост существенно упал до 0,5% в год (рис. 5.1). Это связано с резким снижением прироста урожайности, который в начале 90-х годов снизился с 2,3% до 0,4%. Причиной этого явилось отсутствие новых технологий, а также сортов культур. Темпы прироста населения в эти годы снизились менее значительно, поэтому с конца 80-х годов прошлого века производство зерна на душу населения пошло на спад. Это достаточно тревожный симптом: видимо, в бедных странах Юга продовольственная проблема будет обостряться .

Одним из основных способов обеспечения населения планеты продовольствием в настоящее время является интенсификация сельского хозяйства: механизация, мелиорация, применение минеральных удобрений, химических средств защиты растений, регуляторов роста растений, кормовых добавок .

Рис. 5.1. Мировое производство зерновых во второй половине XX в .

Все перечисленные методы ведут к увеличению антропогенной нагрузки на окружающую среду, изменению естественного круговорота веществ в биосфере и генетической структуры сельскохозяйственных растений и животных, росту их заболеваемости. К тому же с их помощью невозможно удовлетворить возрастающие потребности населения планеты в продуктах питания .

В международном научном сообществе существует четкое понимание того, что в связи с увеличением населения Земли необходимо удвоение или даже утроение мирового производства сельскохозяйственной продукции, что невозможно без применения трансгенных растений. Создание трансгенных растений позволит многократно ускорить процесс селекции культурных растений, увеличит их урожайность, удешевит продукты питания, а также позволит получить растения с такими свойствами, которые не могут быть получены традиционными методами .

Однако отметим, что ни одна новая технология в мире не была объектом такого пристального внимания ученых всего мира, как эта. Это обусловлено тем, что мнения ученых о безопасности генетически модифицированных продуктов питания для человека и окружающей среды расходятся .

5.4. Результаты антропогенного воздействия на биосферу В результате антропогенной деятельности за последние 100— 150 лет в биосфере Земли произошли и продолжают происходить существенные изменения, как правило, негативного характера. К ним относятся изменение климата в сторону потепления, разрушение озонового слоя, выпадение кислотных дождей, уменьшение биологического разнообразия флоры и фауны. В мировом сообществе нарастает тревога за будущее цивилизации, предпринимаются активные попытки ограничения вредных выбросов. В этой связи в 1997 г. в японском городе Киото было подписано соглашение об уменьшении объема выбросов загрязнителей на 5%, в том числе парниковых газов, которое до сих пор не ратифицировано многими странами, в том числе и США .

Потепление климата большинство ученых-климатологов связывают с парниковым эффектом (от англ. «эффект гринхауз»);

Парниковый эффект в атмосфере Земли — это геофизическое явление, выражающееся в способности некоторых газов, называемых парниковыми, и водяного пара поглощать инфракрасное излучение .

Как уже отмечалось, примерно 44% солнечной энергии, поступающей к верхней границе атмосферы Земли, поглощается поверхностью суши и океана, которые разогреваются и генерируют инфракрасное излучение. Большая часть этого инфракрасного излучения поглощается водяными парами и некоторыми парниковыми газами, а остальная — уходит в космос. К парниковым газам относят углекислый газ СО2, метан СН4, оксиды азота NOx, тропосферный озон О3 и хлор- фторуглеводороды (фреоны). В результате сжигания топлива в атмосферу выбрасывается около 20 млрд т углекислого газа (СО2) и поглощается большое количество кислорода. Природный запас углекислого газа в атмосфере составляет примерно 50 000 млрд т. Эта величина колеблется и зависит также от вулканической активности. Однако антропогенные выбросы углекислого газа превышают естественные и в настоящее время составляют большую долю его от общего количества. Увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере сопровождается ростом количества аэрозолей (мелких частиц пыли, сажи, взвесей растворов химических соединений и др.). Это приводит к увеличению поглощения воздухом теплового излучения Земли и возникновению «парникового эффекта». По прогнозам ученых, к середине XXI в .

средняя температура на планете может повыситься на 1,2°С по сравнению с доиндустриальной эпохой .

Потепление климата может привести к интенсивному таянию ледников и повышению уровня Мирового океана. Опасные изменения, которые могут произойти, трудно предсказать .

Экспериментальные исследования состава воздуха тропосферы в центральной части Евразии (район озера Иссык-Куль) показали неуклонный рост содержания в нем СО2. Так, за последние 20 лет прошлого столетия его рост в этом районе составил более 13%. Поданным Всемирной метеорологической организации (ВМО), примерно такими же темпами растет и средняя глобальная концентрация СО2 (рис. 5.2; 5.3а) .

Неуклонно растет в атмосфере и содержание метана (рис. 5.3б), оксидов азота и фреонов. Метан образуется при разложении органики без кислорода, попадает в атмосферу при разработке угольных месторождений, добыче нефти, в случае аварий на газопроводах .

Значительный рост содержания оксидов азота NOx в атмосфере во второй половине XX в. происходит из-за сжигания огромного количества топлива. За последние два столетия рост содержания NOx составил более 8% (рис. 5.3в) .

Бурное развитие холодильной техники, производства аэрозолей и растворителей во второй половине XX в. привело к резкому увеличению объемного содержания (хлорфторуглеродов) в атмосфере. Их содержание увеличилось в сотни раз и к концу века достигло 0,3 10—7% (рис. 5.3, г) .

По данным ВМО, начиная с 1900 г. наблюдается рост среднегодовой температуры в целом на нашей планете (рис. 5.4) .

В XX в. она выросла на 0,6±0,2°С. Эта проблема начала широко обсуждаться в научном мире, Для разработки прогнозов изменения морских берегов в 1988 г. Всемирной метеорологической организацией и Программой ООН по окружающей среде была создана Межправительственная группа экспертов по изменению климата. Этой группой были разработаны вероятные сценарии изменения климата и уровня Мирового океана к концу XXI в. По их мнению, к концу этого столетия концентрация парниковых газов в атмосфере удвоится, что приведет к повышению среднегодовой глобальной температуры примерно на 1,4—5,8°С, а уровень океана к концу столетия поднимется на высоту 0,2—1,8 м .

При подъеме уровня Мирового океана на 1,5—2,0 м под затопление попадут значительные территории на всех континентах общей площадью до 5 млн км2, причем наиболее густонаселенные и плодородные. На них проживает почти 1 млрд чел. и собирается около трети урожая важнейших продовольственных культур. Вынужденные переселения вглубь материков чреваты социальными потрясениями и военными конфликтами. Потепление климата также приведет к неустойчивости погоды, смещению границ природных зон, росту числа ураганов и смерчей, ускорению темпов вымирания представителей флоры и фауны. По всей вероятности, при этом обострится продовольственная проблема. На севере Евразии произойдет подтаивание вечной мерзлоты и высвобождение из этих почв больших объемов метана, что усилит парниковый эффект. Кроме того, потепление климата может привести к возникновению очагов инфекционных заболеваний и усилению теплового стресса у людей и животных .

В документах Конференции ООН по проблемам изменения климата (Найроби, 2006) говорится, что конечные последствия парникового эффекта могут иметь катастрофические последствия для всей цивилизации .

Отмечено, что в 2005 г. уровень углекислого газа в атмосфере достиг значения 0,03791%, что на 0,53% выше, чем годом ранее, концентрация закиси азота зафиксирована на уровне 0,03192%, что на 0,2% выше, чем в 2004 г., уровень еще одного парникового газа, метана, остался прежним. По прогнозам ученых, выступивших на конференции, повышение температуры может привести к сдвигу климатических зон. К 2085 г. треть видов животных и растений в Африке может лишиться естественной среды обитания. В некоторых районах из-за подъема уровня воды в море может быть разрушено 30% прибрежной инфраструктуры. Ученые также прогнозируют снижение урожая зерновых культур на Африканском континенте, значительная часть жителей которого и так голодает .

На Международной конференции по эволюции климата, прошедшей 2 февраля 2007 г. в Париже, эксперты — крупнейшие ученые мира единогласно отметили, что продолжающееся глобальное потепление является следствием деятельности человека. Засухи, проливные дожди и опустошительные ураганы будут происходить на нашей планете все чаще. К концу XXI в. средняя температура на планете увеличится на 4—6°С по сравнению с нынешней. Уровень Мирового океана повысится более чем на полметра. Некоторые эксперты опасаются, что таяние льдов Арктики уже началось. По сообщениям американского аэрокосмического агентства НАСА, Гренландия ежегодно теряет до 200 км2 льда — в два раза больше, чем 10 лет назад. Изменения климата приведут к появлению нового вида беженцев — климатических, численность которых к 2100 г. может составить до 200 млн человек. Возрастет смертность от жары, а в северных странах появятся тропические болезни .

Для предотвращения этой катастрофы необходимо в самые ближайшие годы уменьшить как минимум на треть выбросы в атмосферу «главного» парникового газа — СО2 Очевидно, что для этого примерно на столько же надо сократить объемы сжигаемого углеродного топлива .

Сможет ли человечество это сделать, так как надо будет отказаться от целого ряда современных благ (личных автомобилей, многих электроприборов и т.д.), вызывает сомнение .

Разрушение озонового экрана. В процессе эволюции биосферы и благодаря этой эволюции над Землей сформировался так называемый «озоновый экран», защищающий все живое на планете от губительного воздействия жесткого ультрафиолетового излучения с длиной волны менее 400 нм. Уменьшение концентрации озона в атмосфере Земли на 1%, по данным американских ученых, приводит к повышению онкологических заболеваний кожи на 2,6% и вызывает до 150 тыс. дополнительных случаев слепоты из-за катаракты. При этом также снижается иммунитет, как у человека, так и у животных .

Озон представляет собой трехатомную молекулу кислорода 03, он рассеян в тропосфере и стратосфере. Наибольшая его концентрация наблюдается на высоте от 20 до 25 км. Если гипотетически собрать весь озон атмосферы в виде сферической оболочки, то ее толщина получится всего 3 мм. Он образуется в результате разрядов атмосферного электричества, окисления органических веществ. Озон является очень ядовитым газом, его предельно допустимая концентрация в приземном слое воздуха составляет всего 0,1 10-4%. Средняя концентрация озона в стратосфере составляет 0,3 10-3%. Этого достаточно для защиты биоты от жесткого ультрафиолета .

Впервые в 70-е годы прошлого столетия появились сообщения о снижении содержания озона в атмосфере. В 1975 г. было обнаружено разрушение озонового экрана над Антарктикой — так называемая озоновая дыра, которая в настоящее время по размерам вышла за пределы континента и имеет площадь более 10 млн км2. По сравнению с 1975 г. содержание озона в ней к настоящему времени уменьшилось более чем наполовину .

Несколько меньшая по площади «озоновая дыра» наблюдается и над Арктикой. В последние годы вследствие тщательных спутниковых наблюдений обнаружены «блуждающие» дыры. Так, в конце февраля 1995 г. над Восточной Сибирью зарегистрировано уменьшение концентрации озона на 40% от среднегодовой. Такая пониженная концентрация сохранялась в течение почти 25 сут. Экспериментальные исследования, проведенные в центре Евразии, показали, что с 1979 по 2001 г. среднегодовое содержание озона в атмосфере уменьшилось примерно на 7% (рис. 5.5) .

Эти химические вещества, синтезированные человеком, широко используются в холодильной технике в качестве хла доносителей. Их применяют при производстве аэрозолей как растворители, в огнетушителях и т.д .

Рис. 5.5. Изменение общего содержания озона в атмосфере в центральной части Евразии Установлено, что основным разрушителем озона являются фреоны (хлорфторуглеводороды), кипящие при комнатной температуре, высоко летучие и химически инертные в тропосфере. Впервые в 1974 г. такое предположение сделали химики Ш. Роуланд, М. Малина (США) и П .

Крутцен (Нидерланды), за что им в 1996 г. присуждена Нобелевская премия по химической экологии .

Таким образом, образование озона происходит главным образом в тропосфере (разряды молний, разложение отмерших организмов), а разрушение в стратосфере. Некоторая часть озона образуется и в стратосфере под воздействием жесткого ультрафиолетового излучения с длиной волны менее 230 нм .

Производство фреонов началось примерно с 40-х годов прошлого столетия. Их стали использовать в холодильной технике вместо токсичного аммиака. Во второй половине XX в. объем производства фреонов увеличивался примерно на 7—10% ежегодно, и к 1973 г. составил более 0,8 млн т в год. В конце 70-х годов прошлого века были приняты международные соглашения по снижению объемов производства фреонов. Так, в 1978 г. в США был введен запрет на использование фреонов в аэрозолях .

Затем из-за расширения области применения фреонов объемы их производства опять возросли .

Следует отметить, что ядерные взрывы также способствуют разрушению озонового слоя, так как высвобождаемые при этом оксиды азота NOx вступают в реакцию с озоном. Кроме того, источниками оксидов азота являются азотные удобрения и выхлопные газы автомобилей. Считают, что бром, входящий в состав метилбромида СН3Вг, способен разрушать озон. В промышленности широко применяют четыреххлористый углерод СС14 и метилхлороформ СН3С13, которые выделяют разрушитель озона — хлор С1 .

Осознавая огромную опасность разрушения озонового экрана, в 1987 г. правительства 56 стран, в том числе и СССР, подписали Монреальский протокол, по которому обязались до 1997 г. вдвое сократить производство озоноразрушающих веществ. Более поздние соглашения (Лондон, 1990; Копенгаген, 1992) содержат призывы постепенно прекратить производство данных веществ .

Выполняя эти решения, промышленно развитые страны к 1996 г .

полностью прекратили производство фреонов. Развивающиеся страны должны были прекратить их производство к 2010 г. В России с 1990 по 1996 г. производство озоноразрушающих веществ сократилось с 205 до 13 тыс. т. Это было вызвано в основном экономическими проблемами, но тем не менее к настоящему времени производство фреонов в России невелико .

Международное сообщество наметило к 2030 г. прекратить производство метилбромидов и гидрофреонов. Развивающиеся страны пока еще не взяли на себя обязательства по контролю над производством и потреблением этих веществ .

Многие ученые высказывают предположение о значительном вкладе природных явлений в снижение концентрации озона. К ним относят 11летние циклы изменения солнечной активности, повышение атмосферной концентрации метана и водорода из-за повышения их утечек из разломов земной коры, наличие своеобразных восходящих вихрей над полюсами, способствующих рассеиванию озона .

Кислотные осадки. Кислотность среды характеризуется показателем pH = - lg(H+), т.е. в конечном итоге определяется количеством ионов водорода Н+. Водная среда может иметь значение pH от 0 до 14 .

Нейтральный водный раствор имеет pH = 7, кислотный раствор — pH 7, щелочной — pH 7 .

Атмосферные осадки, имеющие показатель pH 5,6, называют кислотными. Следует отметить, что даже в самом чистом воздухе есть углекислый газ, который, взаимодействуя с парами воды, образует слабый раствор угольный кислоты, поэтому дождевая вода всегда имеет pH = 5,6-6,0 .

До начала промышленной революции проблема кислотных дождей отсутствовала. Шли слегка подкисленные дожди в виде слабого раствора угольной кислоты, которая является неустойчивой и легко распадается на воду и углекислый газ. В результате природных процессов (извержение вулканов, выделения из разломов земной коры) в атмосферу стали попадать соединения серы и азота, которые при взаимодействии с парами воды образовывали серную H2S03 и азотную HN03 кислоты. Тогда для атмосферы концентрация оксидов серы и азота была незначительна и карбонаты экосистем (в основном СаС03) легко справлялись с кислотностью осадков. Антропогенное влияние на кислотность осадков проявилось в XX в., так как стало возрастать количество сжигаемого ископаемого топлива (рис. 5.6). При сжигании угля и нефти образуются кислородные соединения серы — диоксид и триоксид серы (соответственно S02 и S03). Реагируя с парами воды, они образуют сернистую и серную кислоты, которые выпадают на землю вместе с дождем, снегом, присутствуют в тумане, облаках .

Впервые это явление было исследовано английским химиком Робертом Смитом, который в 1872 г. проанализировал загрязнения атмосферы в г. Манчестер. В книге «Воздух и дождь: начало химической климатологии» он привел обоснование, что дым, образующийся при сжигании угля, содержит вещества, вызывающие повышение кислотности дождей .

Почти 100 лет индустриально развитые государства не обращали внимание на кислотность осадков. Впервые внимание на эту проблему обратило правительство Канады, которое в 50-е годы прошлого века разработало программу изучения и контроля вод в озерах Новой Шотландии, где наблюдалось быстрое повышение кислотности и резкое сокращение рыбных запасов. В 70-х годах в реках и озерах Скандинавии стала исчезать рыба, снег в горах стал серым, листья с деревьев опадали уже ранней осенью .

Вскоре такие же явления стали наблюдаться на северо-востоке США, юго-востоке Канады, в Западной Европе .

Впервые проблема кислотных дождей как всемирная экологическая проблема была поднята Швецией в 1972 г. на первой Конференции ООН по окружающей среде. И это не случайно. Доля оксидов, поступающих извне и образующих кислоты в атмосфере, для Швеции приближается к 70%. В целом для Западной Европы проблема кислотных дождей стоит достаточно остро, так как в настоящее время выпадает дождевая вода, имеющая pH

5. Так, в шотландском городе Питлокри 20 апреля 1974 г. выпал дождь с pH = 2,4 — почти столовый уксус .

В настоящее время масса кислотобразующих оксидов, ежегодно поступающих в атмосферу, составляет более 150 млн т, т.е. на каждого жителя Земли примерно 25 кг в год .

В пресноводных озерах, ручьях и прудах обычно pH = 6—7 и водные организмы адаптированы именно к этому уровню кислотности. Даже при незначительном снижении pH гибнут яйцеклетки, сперма и молодняк водных обитателей .

Наиболее чувствительны к кислотным дождям водные экосистемы .

При pH = 5,8—6,0 гибнут ракообразные, улитки, моллюски, лосось, форель, насекомые, зоо- и фитопланктон. Если pH 5, то погибают окунь, щука, угорь, начинается бурное развитие белого мха, выживают только некоторые виды водных насекомых .

При этом наносится урон и сухопутным экосистемам, так как многие пищевые цепи начинаются в водоемах. Сокращается популяция птиц, питающихся рыбой и развивающимися в воде личинками насекомых .

Кислотные осадки приводят к деградации лесов. Попадая на защитный восковой покров листьев и хвои деревьев, они разрушают его, увеличивая возможность проникновения в ткани патогенных (болезнетворных) бактерий, грибов и насекомых. Также кислотные осадки в почве выщелачивают алюминий и тяжелые металлы, которые повреждают молодые корни и вызывают преждевременное старение деревьев .

Всего на нашей планете кислотными осадками повреждено почти 31 млн га лесов, а, например, в Германии — до 90% хвойных деревьев. Это не удивительно, так как там на одного жителя в год приходится по 160 кг выбросов кислотобразующих оксидов. В России в последние годы наблюдается массовая гибель лесов (особенно еловых), повреждено почти 2 млн га в районах Норильска, Братска, Мончегорска. Экологи в качестве одной из причин этого явления, наряду с изменением климата (засухи), называют кислотные осадки. Наиболее ощутимо действие кислотных осадков на почвы проявляется в тропиках и северных районах. Почвы в тропиках практически не содержат нейтрализаторов кислот, а в северных районах подкисляются и без того кислые (подзолистые) почвы. В кислых почвах снижается активность редуцентов и азотофиксирующих организмов, повышается активность алюминия и тяжелых металлов, которые затем попадают в водоемы и водопроводную сеть, ухудшая качество питьевой воды .

Для ликвидации последствий кислотных осадков в Швеции и США были проведены эксперименты по известкованию озер. В Германии в одном из лесов в почву внесли смесь сульфата магния (800 кг/га) и доломитовой муки (2270 кг/га). Было установлено, что эти меры приводят к «выздоровлению» озер и лесов .

Для уменьшения выбросов оксидов серы и азота в атмосферу используются очистные сооружения. Существуют достаточно эффективные технологии и технические средства для улавливания оксидов серы и получения чистой серы .

Кислотные дожди губительны не только для живых организмов. Под их воздействием разрушаются древние памятники архитектуры. Мрамор под воздействием раствора серной кислоты превращается в гипс. Температурные изменения, дождь и ветер разрушают этот мягкий материал. Древнейшие памятники Греции, Рима, Индии в последние десятилетия подвергаются очень быстрому разрушению .

Первоначально правительства развитых стран пытались снижать на своих территориях количество выбросов, вызывающих кислотные осадки, но эти меры не всегда оказывались эффективными из-за наличия трансграничного переноса загрязнителей с воздушными массами, поэтому в 1979 г. была подписана Конвенция о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния. Принятие в соответствии с этой Конвенцией серии протоколов, устанавливающих пределы снижения для главных загрязняющих воздух веществ, стимулировало осуществление правительствами стран Европы, Канады, США, России государственных мер по снижению выбросов .

В результате к настоящему времени в ряде районов Европы выбросы в атмосферу S02 антропогенного происхождения, вызывающие кислотные осадки, сократились почти на 70% по сравнению с их максимальными значениями в 70-е годы XX в. Примерно на 40% эти выбросы уменьшились в США. Это в значительной степени способствовало восстановлению природного кислотного баланса, по крайней мере, в Европе. В то же время в Азиатско-Тихоокеанском регионе растущая эмиссия S02 в связи с ростом потребления угля и других высокосернистых видов топлива остается серьезной экологической угрозой .

5.5. Энергетическая проблема Использование энергии — одна из основных жизненных потребностей человека. Вовлекая в потребление все больше и больше энергии, полученной за счет ископаемого топлива, воды, кислорода, растительного и минерального сырья, используют с пользой только 1 — 10% энергии. При этом разрушаются основы устойчивости биосферы Земли. К началу XX в. общая численность населения нашей планеты составила 1,7 млрд чел., а суммарное энергопотребление достигло 0,34-1017 кДж/год. Прошедший век характеризуется резким ростом как суммарного, так и удельного энергопотребления (рис. 5.7). Современный человек тратит энергии почти в 24 раза больше, чем необходимо для его жизнеобеспечения как биологического организма. В 2010 г. население составило 7,0 млрд чел., суммарное энергопотребление достигло 6,7-1017 кДж/год, а удельное энергопотребление — 10,3 107кДж/(чел.год). Приведенные цифры говорят о том, что в XX в .

произошел не только «демографический взрыв», но и «энергетический взрыв» .

Вместе с тем, по данным ООН, на сегодняшний день около 2 млрд чел. на планете живут без электричества и используют для отопления и приготовления пищи дрова и другие примитивные виды топлива .

Различают невозобновляемые и возобновляемые энергоресурсы. Невозобновляемые — это такие энергоресурсы, которые были ранее накоплены в недрах Земли и в новых геологических условиях практически не образуются (уголь, нефть, природный газ и др.). К возобновляемым энергоресурсам относятся те, восстановление которых постоянно осуществляется в природе (солнечная энергия, энергия ветра, текущей воды, морских волн, биомассы и т.д.) .

В начале 70-х гг. XX в. доли угля, нефти и газа в структуре мирового потребления примерно выровнялись: нефть — 34%, газ — 18%, уголь — 32%. После нефтяного кризиса 1973—1974-х годов развитые страны начинают переориентировать свою топливно-энергетическую базу на другие виды энергоресурсов и вводят политику энергосбережения .

В результате к 1980г. доля нефти в мировом топливноэнергетическом балансе снижается до 38%, твердого топлива - до 27%, а потребление газа возрастает до 18 %. Неуклонно растет доля ядерной энергии. В настоящее время, по данным Международного энергетического агентства (International Energy Agency), мировая энергетическая структура выглядит следующим образом: нефть — 42%, уголь — 24%, природный газ — 23%, атомная энергия — 6%, возобновляемые источники энергии — 5% (из них 4% дает гидроэнергетика). Таким образом, энергетические потребности цивилизации в настоящее время удовлетворяются за счет угольного и углеводородного топлива, запасенного, по образному выражению В. И. Вернадского, в былых биосферах .

По современным прогнозам, в 2020 г. доля твердого ископаемого топлива возрастет и будет составлять 32%, потребление нефти снизится до 26%, а газа увеличится до 25%. Из-за аварии на Чернобыльской АЭС у значительной части населения Земли появилось недоверие и даже неприятие ядерной энергетики, поэтому ее доля будет составлять не более 7% .

При этом доля возобновляемых источников энергии достигнет 10% .

Рассмотрим основные невозобновляемые энергоресурсы .

Уголь был первым из используемых человеком видов ископаемого топлива. Он является наиболее распространенным ископаемым топливом на Земле. По оценкам специалистов, его запасы на нашей планете составляют около 7- 10|2т. Только разведанных месторождений угля (3-1010 т) при нынешних темпах использования хватит на несколько веков. Основные залежи угля образовались 210—280 млн лет назад в каменноугольный период и сосредоточены в России, США, Китае и Украине. В этих странах находится почти 88% известных запасов угля. В России сосредоточено 5,5% мировых запасов угля, что составляет более 200 млрд т .

К сожалению, уголь следует отнести к самому «грязному» виду топлива. Теплоэлектростанции (ТЭС), работающие на угле, дают 10—25 кг вредных выбросов на 1 кВт-ч энергии. В мире наметилось два пути снижения вредного воздействия угольной энергетики на биосферу. Так, в США построен ряд ТЭС на угле практически с полной очисткой вредных выбросов. В ЮАР налажено производство по переработке угля в синтетическое жидкое топливо, горючий газ и полукокс. Это направление является довольно перспективным, так как нефть и природный газ, являющиеся основой современной энергетики, скоро иссякнут .

Природный газ — смесь газов, образовавшаяся в недрах земли при анаэробном разложении органических веществ. Основную часть природного газа составляет метан (СН4) — до 98% .

Широкое использование природного газа в энергоустановках связано с тем, что он имеет ряд существенных преимуществ перед другими видами топлива. Газ легко транспортируется на большие расстояния, практически не требует подготовки и переработки перед использованием, количество вредных выбросов при сжигании минимально. Энергоустановки, работающие на газу, легко автоматизируются. Поэтому мировая добыча природного газа постоянно возрастает. Если за 1901 — 1920 гг. было добыто 0,3 трлн м3, то в 2006 г. — примерно 2,6 трлн м3. Согласно прогнозам Международного газового союза, к 2010 г. мировое потребление природного газа возросло до 3,12 трлн м3 .

На долю России и США сегодня приходится примерно 40% мировой валовой добычи природного газа. В России, поданным Минэкономразвития, добыча газа в 2005 г. составила 636 млрд м3 .

По данным Международного газового союза, на начало 2006 г. доказанные мировые запасы природного газа оценивались на уровне 173 трлн м3, и еще не открытые экономически оправданные запасы — в 260—500 трлн м3 .

Таким образом, по оптимистическим прогнозам, при нынешних темпах добычи природного газа хватит более чем на 200 лет .

Нефть в чистом виде как энергоноситель не используется. В результате ее перегонки получают бензин, керосин, дизельное топливо, мазут, масла и т.д. Бензин и дизельное топливо используются в двигателях внутреннего сгорания, керосин — в турбореактивных и реактивных двигателях летательных аппаратов, а мазут сжигается в электростанциях и в котельных .

По сравнению с природным газом нефть и нефтепродукты при сжигании дают значительно большее количество вредных веществ, что связано с наличием примесей серы, фосфора и т.д .

До середины 1970-х годов мировая добыча нефти удваивалась примерно каждое десятилетие, потом темпы ее роста замедлились. В 1938 г .

она составляла около 280 млн т, в 1970 г. — свыше 2 млрд т, в 2005 г. — около 5,2 млрд т. Всего с начала промышленной добычи (с конца 1850-х годов) до конца 2004 г. в мире было извлечено из недр более 160 млрд т нефти .

По данным Министерства энергетики США (Department of Energy), в настоящее время мир ежедневно потребляет около 14 млн т нефти, примерно четверть из них приходится на долю США .

Многие специалисты сходятся во мнении, что максимум добычи нефти и дальнейший спад произойдет в середине следующего десятилетия. Развитые страны в годы кризиса ввели политику энергосбережения. Улучшение эффективности использования нефти в ближайшие годы будет достигаться за счет совершенствования технологий ее переработки .

Некоторые специалисты считают, что развитие альтернативных источников энергии к середине XXI в. уменьшит роль нефти в мировом энергетическом балансе, при этом ее доля сократится с нынешних 48 до 25%, а мировая энергетика может перейти на природный газ как основной энергоноситель .

Разведанные запасы нефти на 2004 г. составляли 210 млрд т, неразведанные оцениваются в 52—260 млрд т. Очевидно, что при современных темпах добычи нефть закончится уже в этом столетии .

На ТЭС вырабатывается более 60% от общего объема электроэнергии в Российской Федерации. В атмосферу Земли выбрасываются миллиарды тонн диоксида серы, оксидов азота, оксида углерода, летучих органических соединений от продуктов сгорания угля, мазута и в меньшей степени газа .

Атомная энергетика до катастрофы на Чернобыльской АЭС не вызывала больших опасений и являлась наиболее «чистой» по сравнению с работой ТЭС (1 кг урана при производстве энергии соответствует 3 млн т угля). Теперь очевидно, что наиболее опасным и широкомасштабным вмешательством человека в природу является использование энергии деления ядра. Несмотря на это, сегодня еще много сторонников использования ядерной энергетики. Этому есть серьезные причины: нефть и природный газ иссякнут в ближайшем обозримом будущем, а это более 60% в топливно-энергетическом балансе. Их необходимо чем-то заменять. Потенциал возобновляемых источников энергии ограничен, поэтому до сих пор остается много сторонников использования ядерного топлива .

Все атомные электростанции мира производят в настоящее время примерно 375 ГВт-в год (11,8-1015 кДж/год) электроэнергии. Наиболее зависящей от ядерной энергетики является Франция, где АЭС обеспечивают производство 76,4% потребляемой электроэнергии. Россия на АЭС производит 14,9% электроэнергии .

Известные мировые запасы урана (с учетом коммерческих запасов урана, извлекаемого при повторном обогащении) оцениваются в 17 млн т .

Для производства 1 ГВт в-год электроэнергии с помощью современных реакторов необходима 1 т урана, поэтому с учетом вводимых в действие АЭС имеющихся запасов урана хватит на 250—300 лет .

Катастрофа на Чернобыльской АЭС сформировала у населения, особенно в Европе, стойкое неприятие к «мирному атому». Однако выросшие цены на углеводородное топливо и отказ Германии (крупнейшей страны Евросоюза) от дальнейшего развития ядерной энергетики вызвали рост производства атомной энергии в странах с менее строгими правилами .

Так, Франция предполагает ввести в действие новые реакторы, а вот Япония в связи с аварией на АЭС «Фукусима» приостановила развитие своей атомной энергетики по вполне понятным причинам. По всей видимости, атомную энергетику ожидает в ближайшем будущем если не бурный рост, то довольно оптимистическая полоса развития. Это связано не только с удорожанием нефтепродуктов, но и с решимостью стран Евросоюза и ведущих стран Азии воплотить в жизнь Киотское соглашение, предусматривающее существенное сокращение эмиссии парниковых газов. Так, Россия, несмотря на обладание огромными запасами углеводородных энергоресурсов, планирует в ближайшие пять лет довести мощность реакторов с 24,5 до 28,2 ГВт .

Вместе с тем надо признать, что до сих пор нет способов безопасной утилизации радиоактивных отходов. Наука пока не решила эту задачу, так как накопление таких отходов представляет серьезную экологическую опасность .

Гидроэлектростанции (ГЭС) также негативно воздействуют на окружающую среду. Строительство плотин на больших равнинных реках приводит к затоплению огромных территорий под водохранилища. Перегораживая реку, плотина создает непреодолимое препятствие на путях миграций проходных и полупроходных рыб, поднимающихся на нерест в верховья рек. Вода в хранилищах застаивается, ее проточность замедляется, что сказывается на жизни всех живых существ, обитающих в реке и у реки. Повышение уровня воды влияет на грунтовые воды, приводит к подтоплению, заболачиванию, эрозии берегов и оползням. Крупные высотные плотины на горных реках также представляют собой источники опасности, особенно в районах с высокой сейсмичностью .

Наиболее перспективным с экологической точки зрения является использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии (НВИЭ). Это энергия солнца, ветра, тепло земных недр и механическая энергия океана. Во многих странах уже созданы не только опытные, но и промышленные установки, использующие эти источники энергии. Разведанные запасы местных месторождений угля, нефти и газа в России составляют 8,7 млрд т условного топлива (т у.т.), а торфа 10 млрд. т у.т. Потенциальные возможности новых и возобновляемых источников энергии составляют в год: энергии Солнца — 2300 млрд т у.т., энергии ветра — 26,7 млрд т у.т., энергии биомассы — 10 млрд т у.т., тепла Земли — 40 000 млрд т у.т., энергии малых рек — 360 млрд т у.т., энергии морей и океанов — 30 млрд т у.т., энергии вторичных низкопотенциальных источников тепла — 530 млрд т у.т. Эти источники намного превышают современный уровень энергопотребления России, составляющий около 1,2 млрд т у.т. в год, что создает перспективы полного решения энергетической проблемы в будущем при одновременном решении проблемы экологии .

Рассмотрим виды нетрадиционных возобновляемых источников энергии .

Солнечная энергия используется во многих странах благодаря таким ее положительным качествам, как возобновляемость, почти повсеместная распространенность, полная экологическая чистота .

Географическое положение и климатические условия России не являются самыми благоприятными для использования солнечной энергии .

Они значительно менее благоприятны, чем во многих южных странах .

Проблема практического применения солнечной энергии содержит два основных аспекта: преобразование ее в электроэнергию и в тепло. Оба направления получили интенсивное развитие во многих странах мира .

Солнечная электроэнергетика в свою очередь подразделяется по виду применения на сетевую и автономную. К сетевой относятся солнечные электростанции (СЭС), входящие в энергосистемы, т.е. в существующие в современной электроэнергетике системы централизованного производства, транспортировки и распределения электроэнергии. В этом случае при небольшом удельном весе (по мощности) солнечных электростанций среди традиционных генерирующих мощностей в энергосистеме не требуется наличия на солнечных электростанциях значительных аккумулирующих устройств, так как колебания мощности СЭС демпфируются энергосистемой .

К автономным относятся солнечные энергоустановки, обеспечивающие энергией отдельных потребителей, как связанных, так и не связанных с системой централизованного энергоснабжения. В первом случае также не требуется значительных аккумулирующих устройств, так как недостаток энергии от солнечной установки восполняется от централизованной сети, а избыток направляется в сеть. Классическим примером такого применения солнечных энергоустановок является реализованная в ФРГ программа энергоснабжения индивидуальных жилых домов «Тысяча крыш» .

Энергия биомассы. Использование энергии биомассы осуществляется по нескольким направлениям .

Производство биогаза и удобрений:

1. на малых установках по переработке сельскохозяйственных и бытовых отходов индивидуальных крестьянских фермерских хозяйств, общее количество которых в мире превысило 6 млн шт. (это направление особенно развито в Китае и Индии);

2. на больших установках по переработке городских сточных вод (в мире более 10 ООО комбинированных установок по сбраживанию городских и промышленных сточных вод);

3. на мощных комбинированных установках (фабриках) по переработке отходов продукции сельского хозяйства, животноводства и фермерских хозяйств (фабрики получили большое распространение в Дании, где находятся 18 из 50 фабрик Европы) .

4. Биогаз, полученный на указанных установках, используется в быту, в водонагревательных и паровых котлах, а также в дизельгенераторах, производящих электроэнергию .

Широко распространены электростанции (США, Дания), на которых сжигаются твердые бытовые отходы (ТБО) городов, а также электростанции, работающие на биогазе свалок ТБО (Италия) .

В стадии опытно-промышленной эксплуатации находятся электростанции, для которых организовано выращивание «энергетических лесов», т.е .

они работают на сжигании в котлах древесины. Широко используются отходы лесопереработки и лесозаготовок для производства тепла и электричества (страны Скандинавии) как при прямом сжигании отходов, так и через их газификацию с последующим сжиганием полученного газа .

Энергия ветра. В течение многих десятилетий в отдаленных районах многих стран используются ветряные турбины для бытовой генерации электричества и подразрядки аккумуляторных батарей .

Производимая ветряной турбиной мощность электроэнергии пропорциональна скорости ветра в третьей степени, и многие турбины эффективно работают при скорости ветра 7-12 м/с .

В области ветроэнергетики странами-лидерами являются: Германия — 4500 МВт, США — 1900 МВт, Дания — 1800 МВт, Испания — 1600 МВт, Индия — 1100 МВт .

В России на сегодняшний день суммарная мощность ветряных турбин не превышает 5 МВт .

Ежегодный прирост мощности ветроустановок в странах- лидерах достигает 20—25%, в России этот показатель не превышает 3% .

Малая гидроэнергетика. По экономическому потенциалу малые и микроГЭС составляют примерно 10% от общего экономического потенциала .

В России экономический потенциал малых и микроГЭС использован примерно на 0,5%, так как число малых ГЭС с 5000 в 50-х гг. XX в. сократилось до 300 в 90-х гг .

Мировым лидером в малой гидроэнергетике является Китай, где с 1950 г. по 2005 г. общая мощность малых ГЭС выросла с 5,9 МВт до 19 200 МВт. В планах Китая на ближайшее десятилетие строительство более 40 000 малых ГЭС с ежегодным вводом до 1000 МВт .

В Индии на конец 2005 г. установленная мощность малых ГЭС (единичной мощностью до 3 МВт) составляла 173 МВт; в стадии строительства находятся ГЭС общей мощностью 188 МВт. Определены места строительства еще около 4000 станций с общей проектной мощностью 8370 МВт .

Эффективно работают малые ГЭС в ряде европейских стран, в том числе в Австрии, Норвегии, Швеции и др .

Геотермальная энергетика. В тех районах, где горячий подземный пар может достигать поверхности земли, его можно использовать для производства электроэнергии. Такого рода геотермальные источники энергии распространены в некоторых частях мира, например в Новой Зеландии, США, на Филиппинах, в Исландии и Италии. В общей сложности эти источники энергии сегодня вырабатывают до 6000 МВт мощности. Имеются также перспективы в использовании этого метода в других районах путем перекачивания горячей подземной воды в те места, где ее нет .

Россия располагает огромными запасами геотермального тепла. В северных районах Дальнего Востока, и особенно на Камчатке и Курильских островах, достаточно подземного тепла для того, чтобы полностью обеспечить теплом и электроэнергией большие районы. С переходом России к рыночной и открытой экономике начался рост цен на привозное топливо, которые в настоящий момент уже превысили мировой уровень. На Камчатке и Курильских островах, энергетика которых полностью базируется на привозном топливе, цена электроэнергии весьма велика (5-30 цент./ кВт-ч). Это означает, что промышленность и другие отрасли этих регионов не смогут успешно развиваться без широкого использования местных энергетических ресурсов, и в первую очередь тепла земли .

Вся Камчатская область и Курильские острова, районы Чукотки, Магаданской области, части Дальнего Востока должны широко внедрять бинарные и комбинированные геотермальные электрические и тепловые станции, которые позволяют получать электроэнергию из горячей воды .

Экономический потенциал возобновляемых источников энергии в настоящее время оценивается в 20 млрд т у.т. в год, что в два раза превышает объем годовой добычи всех видов органического топлива. И это обстоятельство указывает путь развития энергетики будущего, не такого уж и далекого .

Повсеместный переход на возобновляемые источники энергии не происходит лишь потому, что промышленность, машины, оборудование и быт людей на Земле сориентированы на органическое топливо. Это происходит еще и потому, что некоторые виды возобновляемых источников энергии непостоянны и имеют низкую плотность энергии .

Основное преимущество возобновляемых источников энергии — их неисчерпаемость и экологическая чистота. Данные источники не меняют энергетический баланс планеты. Эти качества и послужили причиной бурного развития возобновляемой энергетики за рубежом и весьма оптимистических прогнозов их развития в ближайшем десятилетии. НВИЭ играют значительную роль в решении трех глобальных проблем, стоящих перед человечеством: энергетика, экология, продовольствие (табл. 5.1) .

Для того чтобы ощутить масштаб цифр, укажем, что электрическая мощность электростанций на возобновляемых источниках энергии (без крупных ГЭС) составляет 380—390 ГВт, что превышает мощность всех электростанций России (215 ГВт) в 1,8 раза .

На основании изложенного в пятой главе можно сделать следующие выводы о наличии основных глобальных экологических проблем, связанных с развитием человеческого общества. Огромные достижения науки и техники в XX в. привели к тому, что качественные и количественные воздействия человека на биосферу стали сопоставимы с природными явлениями. Преобразования природных экосистем в города, промышленные комплексы и сельскохозяйственные системы охватили около 20% суши. Антропогенный расход кислорода достиг 10% от производимого кислорода при фотосинтезе. В результате сложилась парадоксальная ситуация: современная цивилизация достигла небывалых высот и в то же время оказалась на краю пропасти. Экологические проблемы в современном мире стали особенно острыми и вышли на первое место .

На наш взгляд, наибольшую опасность для цивилизации представляет современное оружие массового уничтожения. Если оно попадет в руки террористов или безответственных руководителей стран, то последствия могут быть катастрофическими. Опасность представляют и ошибки в компьютерных системах управления этим оружием .

Не меньшую опасность представляет нехватка полезных ископаемых и их грядущее исчерпание при возрастающем загрязнении биосферы. Первые признаки этой проблемы налицо: глобальное потепление, разрушение озонового слоя, повышение кислотности дождей и др .

Достаточно остро стоят и другие проблемы: дефицит энергетических ресурсов, быстрый рост населения планеты и нехватка продовольствия .

Глава 6. ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИИ ТРАНСПОРТА

Транспортные загрязнения .

6.1 .

Все, что происходит в окружающем нас мире происходит в соответствии с законом сохранения масс - при любом физическом или химическом изменении, вещество не возникает и не исчезает, а лишь меняет свое физическое или химическое состояние. Значения параметров окружающей среды, при которых существует жизнь, установились в достаточно узком диапазоне. Мы говорим о потреблении или расходовании ресурсов, но на самом деле мы не потребляем вещества, а только временно пользуемся какими-либо ресурсами - перемещая их, превращая в продукты или товар .

Все, что выброшено, остается с нами .

Население Земли превысило в млрд. человек. Человеческая деятельность- строительство, добыча полезных ископаемых, промышленных производств, земледелие имеют своей целью достижение благосостояние меняют природные ландшафты, создают искусственную среду обитания, зачастую чуждую человеку, как биологическому существу. Многие сотни миллионов живут в трансформированной природной среде (мегаполисе, городе), пытаясь освоиться и адаптироваться к среде обитания. Однако сформированный в процессе эволюции человеческий организм весьма чувствителен к окружающей среде, многие механизмы которой не нормальны. Это связано с тем, что с ростом численности населения и урбанизацией растет уровень антропогенной нагрузки, которая не успевает компенсироваться адаптационными способностями живых организмов вообще и человека в частности .

Сейчас экспериментально установлено, что необратимые изменения значений окружающей среды все чаще приводит к экологическим кризисам и катастрофам как на глобальном, так и локальном уровнях (смог, кислотные дожди, загрязнения воды и почвы). На глобальном уровне – парниковый эффект, разрушение озонового слоя. В результате – накопление данных, подтверждающих проявление распада генетических программ человека. По этой причине в мире вопросы экологического благополучия все более приобретают социально-экономические звучания, формируют нормы поведения и модели .

Происходит эволюция экологического мировоззрения – от антропоцентризма (человек – центр Вселенной) к теории естественной биотической регуляции окружающей среды, согласно которой человек занимает определенную экологическую нишу и его деятельность не должна приводить к нарушению устойчивости «биоты» (среды) к обществу устойчивого развития, когда хозяйственная деятельность не разрушает природную основу для воспроизводства жизни .

В этом аспекте нам важно понять, каким требованиям должны отвечать транспортная система, круг возникающих проблем и пути их решения (85% загрязнений – от транспорта) .

По нашему мнению, решения лежат в области рационального использования природных ресурсов, защиты водоемов, почвы, природных экосистем от воздействия промышленности, транспортного комплекса .

Речь будет идти об изучении экологически значимых параметров, характеристик экологической безопасности транспортного средства, сооружения и т.д .

Сегодня классифицированы отдельные источники негативного воздействия транспорта на окружающую среду, установлены причинноследственные связи для управления уровнем экологической безопасности .

Разработана методика оценки удельных (на единицу пробега) выбросов одиночных транспортных средств и погонных (на единицу длины пути) выбросов транспортных потоков, загрязнения придорожной полосы токсичными веществами, формирования парка машин с использованием экологических критериев .

Также установлена мера экологической безопасности транспортных средств различного назначения и требования к этим объектам. Причинноследственные связи влияния на эти показатели как инженернотехнологических, так и организационных факторов. Установленные закономерности «экологического поведения» налагают не только ограничения на поведение одиночных автомобилей в транспортном потоке и не позволяют распространять принцип аддитивности при оценке выбросов вредных веществ транспортным потоком и парком машин. Экологические оценки ставят задачи определения и расчета концентраций примесей в атмосфере на значительной площади территорий с учетом ряда факторов, в том числе и заболеваний людей .

Актуальными являются следующие вопросы:

1. Оценка влияния транспортных коммуникаций на устойчивое социально-экономическое развитие регионов, обеспеченности его топливом, минеральными и другими ресурсами .

2. Приборное обеспечение и осуществление экологического контроля транспортных средств .

3. Создание средств и методов предотвращения загрязнений при реализации жизненных циклов транспорта, инженерных сооружений с использованием малоотходных и ресурсосберегающих технологий .

4. Оценка ресурсо- и средовоспроизведений способности ландшафтов, конструирование искусственных экосистем на придорожных территориях .

5. Экологическое нормирование транспортной нагрузки на экосистемы, формирование требований к транспортной технике, технологиям и материалам .

6. Разработка механизмов управления природоохранной деятельностью и рациональным использованием природных ресурсов .

7. Прогнозирование чрезвычайных экологических ситуаций, связанных с транспортом и обоснование мер по их предотвращению .

Основные понятия Экология – отрасль науки о взаимодействии растительных и животных организмов между собой и окружающей средой .

Поскольку транспорт создает мощную техногенную нагрузку на окружающую среду как на неживую, так и живую природу, промышленнотранспортная экология изучает различные аспекты воздействия объектов промышленности и транспорта на окружающую среду (ОС) .

ОС – совокупность природных тел (атмосфера, гидросфера, литосфера, биосфера) и культурных объектов (техногенных), предметов социальной и производственной деятельности человека .

Транспортный комплекс (ТК) представляет собой техникоэкономическую структуру, предназначенную для перевозки грузов и людей и включает:

- систему проектирования, строительства, реконструкции, ремонта, содержания дорог, мостов, тоннелей;

- автоматизацию, авиа-, судостроительно-дорожные и транспортное машиностроение;

- сферу эксплуатации и ремонта машин, дорожного хозяйства, управления движением;

- промышленность стройматериалов, шин, топливо, электротехнических устройств, запчастей, эксплуатационных жидкостей .

Объекты транспорта (ОТ) – авто, мотто, самолеты, суда, локомотивы и другие транспортные средства, оснащенные энергоустановками и обеспечивающие выполнение транспортных работ, а также инженерные сооружения .

Жизненный цикл (ЖЦ) объекта транспорта – хронологически выраженная последовательность этапов создания, производства, использования, восстановления и утилизации техники или сооружения .

–  –  –

На каждом этапе ЖЦ происходит потребление энергоресурсов, конструкционных, дорожно-строительных и эксплуатационных материалов;

технологические процессы сопровождаются выбросами вредных и токсичных веществ. Они вносят свой вклад в загрязнение воздуха, воды, почвы, т.к. могут накапливаться в ландшафтах, приводят к истощению природных ресурсов .

Этот вред на каждом этапе возникает при следующих обстоятельствах:

- загрязняющие выбросы и сбросы превышают нормативы ПДК веществ или физические воздействия – шум, вибрация остаточного топлива, электромагнитные поля и радиационные излучения превышают установленные уровни;

- потребление материалов и энергии превышает нормы;

- содержание экологически вредных веществ в материалах превышает допущение;

- обращение с отходами, образованными в ЖЦ, производится с нарушением правил .

Автомобильный парк России в 2000 году насчитывал около 20 млн единиц, в том числе 15 млн легковых, 4,5 млн грузовых и около 1 млн автобусов. Отмечается устойчивая тенденция роста численности автотранспортных средств .

Вызывает тревогу тот факт, что выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от автотранспортных средств увеличиваются в год в среднем на 3,1%. В результате величина ежегодного экологического ущерба от функционирования транспортного комплекса России составляет более 75 млрд .

рублей и продолжает расти .

Один автомобиль ежегодно поглощает из атмосферы в среднем более 4 т кислорода, выбрасывая при этом с отработанными газами примерно 800 кг угарного газа, 40 кг оксидов азота и почти 200 кг различных углеродов. В результате по России от автотранспорта за год в атмосферу поступает огромное количество только канцерогенных веществ: 27 тыс. т бензола, 17,5 тыс. т формальдегида, 1,5 т бенз(а)пилена и 5 тыс. т свинца .

В целом, общее количество вредных веществ, ежегодно выбрасываемых автомобилями, превышает цифру в 20 млн. т .

С точки зрения наносимого экологического ущерба, автотранспорт лидирует во всех видах негативного воздействия: загрязнение воздуха шум - 49,5%, воздействие на климат - 68% .

Автомобили на сегодняшний день в России - главная причина загрязнения воздуха в городах. Сейчас в мире их насчитывается более полумиллиарда. В России автомобиль имеет каждый десятый житель, а в больших городах - каждый пятый. Выбросы от автомобилей в городах особенно опасны тем, что загрязняют воздух в основном на уровне 60-90 см. от поверхности земли и, особенно на участках автотрасс, где стоят светофоры. Автомобили выбрасывают в атмосферу диоксид и оксид углерода, оксиды азота, формальдегид, бензол, бензопирен, сажу (всего около 300 различных токсичных веществ) .

Последствия воздействия загрязнителей на человека, животных, растительность Вредные последствия для живых организмов связаны с загрязнением природной среды токсичными веществами (H2S, HC, O3, NO2, Cl2), аэрозолями (HCl, H2SO4), тяжелыми металлами, неорганическими солями, нефтепродуктами. Загрязняя воздух, воду и почву они вызывают отравления, расстройства нервной системы, нарушения обмена веществ, воздействуют на организм через продукты питания .

Реакция человеческого организма на промышленнотранспортные загрязнения Оценка последствий промышленно-транспортных воздействий включают в себя исследования механизмов распространения загрязнений и других техногенных факторов (шум, вибрация, электромагнитные излучения), а также миграция в экосистемах (по пищевым цепям). Начнем с последнего .

Миграция по пищевым цепям определяется физико-химическими характеристиками вещества и биологическими потребностями организмов .

Миграция по пищевым цепям приводит к биоаккумуляции и биоконцентрации ClH (йод, например, аккумулируется в щитовидной железе) .

Биоконцентрации возникают при транспорте или миграции по пищевой цепи. Например, водоросль Клифоффа за три дня извлекает из воды столько ДДТ, что его концентрация увеличивается в 3000 раз. Акцидин концентрируют ДДТ в миллионы раз. Биоконцентрация ДДТ (о.

Мичиган) в пищевых цепях:

0,014 мг/кг в данном иле 0,41 мг/кг в ракообразных, питающихся данными отложениями 3-6 лет в рыбах более 2400 мг/кг в … тканях птиц, китов, рыб .

В основе процесса лежит правило: в каждом последующем элементе цепи, содержащие загрязнения, увеличивается в 10 раз .

Содержание в организме загрязнителей может приводить к определенным сдвигам в состоянии здоровья. Главным критическим объектом рассмотрения действия техногенных факторов является человек. Но и элементы экосистем (растения, животные) также реагируют на технические воздействия и должны быть объектом защиты .

Зависимости «доза – эффект» ответ организма на воздействия зависит от количества загрязняющего вещества или его дозы, величина которой зависит от путей поступления в организм – при вдыхании (ингаляционного), с водой, пищей (перорально) или абсорбируются через … или под воздействием внешнего облучения. Ингаляционный и пероральный пути поступления определяют биохимические способы воздействия загрязнителей на организм. Организм более эффективно производит детоксикацию поступающих с пищей загрязнений, чем тех, что поступают при дыхании .

Пороговые эффекты воздействия характеризуются тем, что некоторые количества загрязнителей ниже определенного уровня (порога) не вызывают отрицательного воздействия для здоровья. Различают практический и абсолютный пороги, когда будет достигнута критическая концентрация или доза. Практический порог характеризует границу статистически достигаемого эффекта, когда последний превышает колебания соответствующего уровня объектов .

Нарушения в состоянии здоровья могут наблюдаться при приближении концентрации в среде к пороговому значению. Функция реакции организма на воздействие выше порогового уровня, как правило, имеет разную форму и характеризуется дозой LD50. Этот термин относится к дозе, которая летальна для 50% используемых животных. LС50 относится к летальным концентрациям .

Соотношение соответствующих значений летальных доз определяют относительную опасность загрязнителя .

Кривые доза – эффект (рисунок) характеризуют зависимость между дозой загрязнителя и ответной реакцией (эффект) организма. Эти зависимости получают на основании данных эпидемиологических исследований .

Кривые 2,3,4 относятся к беспороговым: предполагается, что существуют эффекты при любых концентрациях загрязнителя или любом нехимическом воздействии. … широко используются беспороговая форма зависимости «доза – эффект» 3. Суждения о форме зависимости в области малых концентраций получится путем линейной экстраполяции из области больших доз .

Кривая 4 с выпуклостью вниз, называется «подлинейной». Суждение о форме «доза – эффект» характеризуют точки на оси, при которой эффект может быть зарегистрирован и определяет практическое значение порога .

Кривая 2 – «надлинейная» зависимость, наблюдается, когда малые дозы вызывают непропорционально большие эффекты (Чернобыль) .

Итак, эффекты воздействия можно подразделить на пороговые и беспороговые. К беспороговым относятся канцерогенные и гинетические эффекты, вызванные действием на ином … или радиоизлучения в малых дозах. Их действие носит вероятностный характер, они же одновременно являются канцертинами. Любое их количество предопределяет отличный от нуля риск смерти от новообразований или … изменений .

К пороговым эффектам относятся большие дозы радиоактивного облучения, легочные заболевания (шахтеры), большинство токсичных эффектов. Они вызывают широкий спектр нарушений в состоянии здоровья регистрируемых на молекулярном, клеточном, тканевом, организменном, популяционном уровнях. Последние эффекты наблюдаются в виде повышенных частот болезней .

Постоянное воздействие загрязненного воздуха влияет на здоровье, что выражается в росте заболеваемости и смертности. Этот класс загрязнителей наделен токсикантами общего действия .

Общей характерной особенностью неканцерогенов является наличие порога действия веществ. Пороговые значения концентрации, как правило, выше ПДК. Чем меньше известно о действии данного загрязнителя, тем большие значения величины коэффициента запаса используются при установлении ПДК загрязнителя. Для большинства новообразований типичен медленный рост и развитие, поэтому они обнаруживаются через десятки лет .

Продолжительность времени между воздействием загрязнителя и диагностированием неблагоприятного эффекта называется латентным периодом .

Кривые (пороги) «доза – эффект» отличаются для разных индивидуумов, хотя и имеют S-образную форму. Распределение индивидуальных реакций зависит от возраста, пола, состояния здоровья. Разрешаемый (допускаемый) выброс учитывает технические и экономические возможности контроля и обычно устанавливается ниже уровня порога для 95% населения, т.е. гарантируется защищенность не менее 95% населения .

Большинству загрязнителей требуется время для вступления в реакцию, поэтому важна не только концентрация, но и время воздействия. Поэтому при установлении максимально допустимых концентраций временной фактор учитывается посредством предельных значений, зависящих от времени воздействия (max – разовые, среднесуточные, среднегодовые) .

По характеру действия загрязнений на ОС можно выделить две позиции, определяющие подходы к их изучению:

- со специфическим действием;

- с хроническим неспецифическим влиянием, которое определяется специальными симптомами и признаками .

СО – бесцветный газ, без вкуса и запаха, воздействует на нервную систему, вызывает обмороки, т.к. вступает в реакцию с гемоглобином, замещая О2. Воздействие СО на центральную нервную систему проявляется в изменении цветовой чувствительности глаз .

NO, NO2 – I – бесцветный, II – бурый. Ухудшается видимость. Токсичность NO2 в семь раз выше NO. На организм NO2 действует как сильный раздражитель при концентрации до 15 мг/м3. При С = 200-300 мг/м3 может вызвать отек легких. При концентрациях, которые имеются в атмосфере только потенциально может привести к хроническим заболеваниям .

Низкомолекулярные углеводороды. Их токсичность проявляется в наркотическом действии (эйфория) .

Полициклические ароматические углеводороды, содержащиеся в выбросах двигателей – канцерогены, из них наибольшую опасность представляет бензпирен – С20Н12 .

Сажи обладают большей токсичностью, чем обычная пыль. На ее поверхности концентрируются канцерогенные вещества. Видимыми автомобильные выбросы становятся при С = 130 мг/м3. Размер частиц 0,19-0,54 мкн. Они могут откладываться в трахеи, бронхах .

SO2 при малом содержании (0,044%) вызывает раздражение дыхательных путей. При 0,01% происходит отравление за несколько минут .

Смесь с СО нарушает генетические функции .

Pb – головная боль, нарушение сна, снижение ферментативной активности белков, расстройство нервной и … системы .

Отдельные компоненты имеют разную токсичность .

CO:CxHy:H2S:NOx:C:Pb:C20H12 = 1:1,5:16,5:41:45:22400:1260000 Приводит к ухудшению здоровья и … (энергетические загрязнения ОС). Так, шум – разрушающее воздействие на нервную систему, снижение самообладания, воздействие на систему принятия решений. В конечном итоге вызывают сердечно-сосудистые, желудочно-кишечные, нервные нарушения сна, слуха .

Инфразвук при частоте 2-5 Гц и уровне звукового давления 100-125 ДБ вызывает осязаемое движение барабанных перепонок из-за изменения давления в среднем ухе, затрудненное глотание, головную боль .

Повышение уровня 125-137 ДБ может вызвать вибрацию грудной клетки, чувство «падения». Инфразвук с частотой 15-50 Гц вызывает чувство страха .

Вибрации раздражающе действуют на человека. Совпадая с резонансной частотой органов тела может причинить вред здоровью .

Электромагнитное поле (ЭМП). Организм поглощает его энергию. В тканях возникают высокочастотные токи. С образованием тепловых и других эффектов. Интенсивность поглощения энергии ЭМП определяется его мощностью, временем и длиной волны. Чем выше мощность поля, порога длины волны и больше время, тем сильнее воздействие. Биоэффект имеет две разновидности – малоинтенсивное E 1 кВ/м приводит к нарушению электрофизиологических процессов LSHC и сердечно-сосудистой системы, щитовидной железы. В поле Е кВ/м возникают искровые разряды в теле .

Подытоживая вышесказанное, оценим влияние уровня загрязнения на здоровье человека .

Воздух, почва (кратность превышения ПДК) .

–  –  –

Реакции экосистем на промышленно-транспортные загрязнения SO2 – лист бурый с желтыми или белыми пятнами HCl – лист оливковый или темно-коричневый O3 – торможение роста, … NOх – хвоя красно-бурая, листья темно-бурые Тяжелые металлы – растения карликовые, листы легкие, желтеют, деформируются .

Озон окисляет клетки в период роста, SO2 – препятствует фотосинтезу. Реагируя с атмосферной влагой, SO2, NOx образуют кислоты – уничтожение растительности, рыб, микроорганизмов .

Процесс трансформации экосистемы можно представить в виде последовательности определенных стадий:

1. Выпадение чувствительных видов (превышение ПДК в 1,5-2 раза) .

2. Структурная перестройуа экосистем (превышение в 2,5-4 раза) .

Ухудшение санитарного состояния деревьев, изменения в травянистом ярусе (разнотравье). Замедлены процессы, осуществляемые почвенными микроорганизмами .

3. Стадия частичного разрушения экосистем (превышение в 6-7 раз). Древесный ярус угнетен. В травянистом отсутствуют часть вида. Повышена кислотность почв. Активизируются эрозионные процессы, биологическая активность почвы снижается .

4. Стадия полного разрушения (коллаж) (превышение в 10 раз) .

Древесный ярус разрушен. Травяной покров представлен 1-2 видами. Лишайники отсутствуют. Стерта подстилка и верховье горизонта почвы .

Почвенные животные отсутствуют .

Реакция экосистем на загрязнения не линейна, имеется два уровня значений соответствующих … и … состояниям с резким переходом между ними (т.е. изменения происходят ступенчато) .

6.2. Специфика загрязнений по видам транспорта Автомобильный транспорт Специфика подвижных источников загрязнения (автомобилей) проявляется:

в высоких темпах роста численности автомобилей по сравнению с ростом количества стационарных источников;

в их пространственной рассредоточенности (автомобили распределяются по территории и создают общий повышенный фон загрязнения);

в непосредственной близости к жилым районам;

в более высокой токсичности выбросов автотранспорта по сравнению с выбросами стационарных источников;

в сложности технической реализации средств защиты на подвижных источниках;

в низком расположении источника загрязнения от земной поверхности, в результате чего отработавшие газы автомобилей скапливаются в зоне дыхания людей и слабее рассеиваются ветром по сравнению с промышленными выбросами и выбросами от стационарных источников транспорта, которые, как правило, имеют дымовые и вентиляционные трубы значительной высоты .

Перечисленные особенности передвижных источников приводят к тому, что автотранспорт создает в городах обширные зоны с устойчивым превышением санитарно-гигиенических нормативов загрязнения воздуха .

На долю автотранспорта в ряде регионов приходится свыше 50 % от общего объема выбросов загрязняющих веществ в атмосферу .

Загрязнение атмосферы передвижными источниками автотранспорта происходит в большей степени отработавшими газами через выпускную систему автомобильного двигателя, а также, в меньшей степени, картерными газами через систему вентиляции картера двигателя и углеводородными испарениями бензина из системы питания двигателя (бака, карбюратора, фильтров, трубопроводов) при заправке и в процессе эксплуатации .

Один автомобиль ежегодно поглощает из атмосферы в среднем более 4 т кислорода. К Отработавшие газы автомобилей с карбюраторными двигателями в числе наиболее токсичных компонентов содержат оксид углерода, оксиды азота и углеводороды (гексен, пентен), а так же кадмий, свинец, хлор а газы дизелей - оксиды азота, углеводороды, сажу и сернистые соединения. Количество и концентрация вредных веществ в выхлопах зависят от вида и качества топлива., Количество картерных газов в двигателе возрастает с увеличением износа. Кроме того, оно зависит от условий движения и режима работы двигателя .

Испарения бензина в атмосферу возникают не только в передвижных источниках, но и в стационарных, к которым, в первую очередь, следует отнести автозаправочные станции (АЗС). Они получают, хранят и реализуют бензин и другие нефтепродукты в больших количествах. Это является серьезным каналом загрязнения окружающей среды как в результате испарений топлива, так и в результате разливов .

Загрязнение атмосферы по «вине» автомобильного транспорта происходит, кроме того, в результате функционирования авторемонтных предприятий, асфальтобетонных заводов, баз дорожной техники и других объектов инфраструктуры транспорта .

Автодороги являются одним из источников образования пыли в приземном воздушном слое. При движении автомобилей происходит истирание дорожных покрытий и автомобильных шин, продукты износа которых смешиваются с твердыми частицами отработавших газов. К этому добавляется грязь, занесенная на проезжую часть с прилегающего к дороге почвенного слоя. Химический состав и количество пыли зависят от материалов дорожного покрытия. Наибольшее количество пыли создается на грунтовых и гравийных дорогах. Дороги с покрытием из зернистых материалов (гравийные) образуют пыль, состоящую в основном из диоксида кремния. На дорогах с асфальтобетонным покрытием в состав пыли дополнительно входят продукты износа вяжущих битумсодержащих материалов, частицы краски или пластмассы от линий разметки дороги на полосы. Под автодороги отчуждаются значительные земельные площади. Так, на строительство 1 км современной автомагистрали требуется до 10-12 га площади .

Железнодорожный транспорт На долю железнодорожного транспорта приходится 75 % грузооборота и 40 % пассажирооборота. Такие объемы работ связаны с большим потреблением природных ресурсов и, соответственно, выбросами загрязняющих веществ в биосферу. Однако, по абсолютным значениям загрязнение от железнодорожного транспорта значительно меньше, чем от автомобильного.

Снижение масштабов воздействия железнодорожного транспорта на окружающую среду объясняется следующими основными причинами:

низким удельным расходом топлива на единицу транспортной работы (меньший расход топлива обусловлен более низким коэффициентом сопротивления качению при движении колесных пар по рельсам по сравнению с движением автомобильных шин по дороге);

широким применением электрической тяги;

меньшим отчуждением земель под железные дороги по сравнению с автодорогами .

Несмотря на перечисленные позитивные моменты, влияние железнодорожного транспорта на экологическую обстановку весьма ощутимо. Оно проявляется, прежде всего, в загрязнении воздушной, водной среды и земель при строительстве и эксплуатации железных дорог .

На железнодорожном транспорте имеется значительное количество стационарных источников выбросов в атмосферу: локомотивные, вагонные депо, заводы по ремонту подвижного состава. Более 90 % выбросов приходится на котлоагрегаты (котельные, кузнечные производства) .

Специфическими для железнодорожного транспорта являются предприятия по подготовке и пропитке шпал, щебеночные заводы, промывочно-пропарочные станции .

Шпалопропиточные заводы (ШПЗ) производят подготовку и пропитку антисептиком деревянных шпал, идущих на ремонт и строительство железнодорожных путей. В состав антисептика входят каменноугольное и сланцевое масла.. Процесс обработки шпал сопровождается выделением в воздушную среду нафталина, антрацена, аценафтена, бензола, толуола, ксилола, фенола, то есть веществ, относящихся в большинстве своем к 2му классу опасности. Помимо атмосферы, на шпалопропиточных заводах происходит загрязнение почвы и водоемов. Сточные воды ШПЗ насыщены антисептиком, растворенными смолами, фенолами .

Предприятия по добыче и переработке щебня загрязняют атмосферу минеральной пылью, содержащей свыше 70 % диоксида кремния. Они могут представлять опасность для экосистем при попадании в близлежащие водоемы .

В составе вагонных депо либо как самостоятельные предприятия функционируют промывочно-пропарочные станции, где производится очистка цистерн от остаточных нефтепродуктов, сопровождающаяся выделением паров углеводородов в окружающую среду. Образующиеся при промывке цистерн сточные воды загрязнены нефтепродуктами, растворенными органическими кислотами, фенолами. Если в цистерне осуществлялась перевозка этилированного бензина, стоки содержат, кроме того, тетраэтилсвинец. Для обмывки используется оборотное водоснабжение .

Воздушный транспорт Специфика влияния воздушного транспорта на окружающую среду состоит в значительном шумовом воздействии и выбросе загрязняющих веществ .

Шум создают авиационные двигатели воздушных судов, вспомогательные силовые установки самолетов, спецавтотранспорт различного назначения, автомобили с тепловыми и ветровыми установками, сделанные на базе отработавших летный ресурс авиадвигателей, оборудование стационарных объектов, на которых производится техническое обслуживание и ремонт летательных аппаратов. Уровни шума достигают на перронах аэропортов 100 дБ, в помещениях диспетчерских служб от внешних источников - 90-95 дБ, внутри зданий аэровокзалов - 75 дБ .

Помимо шумового воздействия, авиация приводит к электромагнитному загрязнению среды. Его вызывает радиолокационная и радионавигационная техника аэропортов и летательных аппаратов, необходимая для наблюдения за полетами самолетов и метеообстановкой. Радиолокационные средства излучают в окружающую среду потоки электромагнитной энергии. Они могут создавать электромагнитные поля большой напряженности, представляющие реальную угрозу для людей .

Загрязнение биосферы продуктами сгорания авиатоплив - еще один аспект воздействия воздушного транспорта на экологическую ситуацию, однако авиация имеет ряд отличительных особенностей по сравнению другими видами транспорта:

· использование, в основном, газотурбинных двигателей обусловливает иной характер протекающих в них процессов и структуру выбросов отработавших газов;

· применение в качестве топлива керосина приводит к изменению компонентов загрязняющих веществ;

· полеты самолетов на больших высотах и с высокими скоростями приводят к рассеиванию продуктов сгорания в верхних слоях атмосферы и на больших территориях, что снижает степень их влияния на живые организмы .

На отработавшие газы авиационных двигателей приходится 75 % всех выбросов гражданской авиации, включающих также атмосферные выбросы спецавтотранспорта и стационарных источников .

Водный транспорт При морских перевозках происходит загрязнение моря нефтью и перевозимыми грузами, а также сточными водами, мусором. Помимо танкеров, большую потенциальную опасность представляют суда морского транспорта с атомными силовыми установками. Они могут привести к радиоактивному загрязнению окружающей среды .

Выбросы от стационарных источников морского транспорта в атмосферу представляют в основном продукты сгорания угля, пыль и твердые частицы, образующиеся при перегрузке сыпучих грузов. Морские и речные порты создают локальные зоны загрязнения окружающей среды .

Трубопроводный транспорт Трубопроводный транспорт предназначен для перекачки нефти, нефтепродуктов, газа с места их добычи к местам потребления. Он включает в себя комплекс различных сооружений: трубопроводы, компрессорные, насосные, дожимные станции .

Воздействие трубопроводного транспорта на экологические системы происходит при строительстве его объектов, в процессе эксплуатации и при возникновении аварийных ситуаций .

Первым аспектом экологического воздействия являются отчуждение земельных ресурсов и вывод их из сельскохозяйственного оборота. Кроме того, нарушаются природные ландшафты. Самовосстановление нарушенного почвенно-растительного покрова в полосе отвода происходит в течение десятилетий, особенно длительны сроки восстановления в северных районах. Иногда полного возобновления растительности вообще не происходит .

Прокладка трубопроводов может осуществляться подземным, полуподземным, наземным и надземным способами .

Подземная и полуподземная прокладка велась на начальных этапах создания трубопроводного транспорта. Но оказалось, что трубопроводы, проложенные этими способами в районах вечной мерзлоты, вызывали оттаивание мерзлотных грунтов из-за нагрева их продуктами перекачки. В результате происходило проседание грунта, и трубы разрывались. Чтобы исключить это перешли на наземный и надземный способы прокладки .

Наземный способ предполагает устройство специальной насыпи под трубопровод, а надземный - возведение опор. В числе прочих отрицательных моментов прокладка трубопроводов на поверхности земли нарушает миграцию диких животных: нитка трубопровода становится для животных непреодолимым препятствием. Даже трубопровод, проложенный над землей на опорах, отпугивает стада оленей. В настоящее время прокладка трубопроводов ведется подземным способом с применением надежной теплоизоляции. Транспортировка газа производится после предварительного сжатия на компрессорной станции, в результате которого температура газа поднимается до 60 °С, и последующего охлаждения газа до отрицательных температур. Поверхность трубопровода, по которому перекачивается охлажденный газ, также приобретает отрицательную температуру .

Такое техническое решение, исключающее тепловой поток от трубы в грунт, позволяет учесть экологические ограничения применительно к условиям Севера .

Аварии на трубопроводах приводят к залповым выбросам нефти и газа и вызывают загрязнение больших площадей, экстремально высокие уровни вредных веществ в поверхностных водах и почве. Основными причинами аварий являются нарушения технологии изготовления труб и оборудования, коррозионные разрушения трубопроводов, внешние механические воздействия. Поэтому необходимо периодически проводить диагностику трубопроводов, что позволит избежать аварийных ситуаций и повысить экологическую безопасность трубопроводного транспорта .

6.3. Способы уменьшения вредного воздействия на окружающую среду .

Теперь конкретно рассмотрим их воздействие. Углекислый газ, угарный газ, оксиды серы, оксиды азота являются «парниковыми» газами, то есть вызывают парниковый эффект, выражающийся в повышении температуры у поверхности Земли. Его механизм заключается в образовании особого слоя в атмосфере, который отражает тепловые лучи, идущие от Земли, не давая им уходить в космическое пространство. Это может привести к таянию льда в полярных областях и, как следствие, к повышению уровня Мирового океана. Но надо сказать, что тепловой эффект почти компенсируется ледниковым эффектом. Последний вызывается слоем пылевых частиц, которые отражают тепловые лучи, идущие от Солнца, обратно в космос .

В год образуется 2,5-10 тонн СО, 7 млн. тонн СО2. Угарный газ токсичен, образует с гемоглобином крови прочное соединение - карбоксигемоглобин, что препятствует поступлению достаточного количества О2 в мозг и, как следствие, увеличивает число психических заболеваний .

SO2, NO являются мутагенами, тератогенами, образуют с туманом или дождем смог и кислотные дожди. Окиси серы с водой образуют серную кислоту, а оксид азота образует азотную и азотистую кислоты. У человека они вызывают поражения кожи, обструктивный рахит, отк легких .

У животных также наблюдаются нарушения жизнедеятельности, и даже гибель. У растений в первую очередь поражаются листья, а в дальнейшем гибнет все растение. Так, в Скандинавии наблюдается массовая гибель лесов по этой причине. Также эти дожди вызывают коррозию металлов и разрушение зданий. Кроме того, оксиды азота способствуют разрушению озонового слоя .

Кадмий отрицательно воздействует на костную и половую системы, кору надпочечников, зубы, нарушает углеродный обмен .

Свинец является тератогеном, вызывает у грудных детей нарушение ЦНС, костной системы, слуха, зрения - и в дальнейшем смерть. У взрослых он вызывает нарушение кровеносной системы, импотенцию .

Автомобильные выхлопные газы - смесь примерно 200 веществ. В них содержатся углеводороды - не сгоревшие или не полностью сгоревшие компоненты топлива (всего 15% его расходуется на движение автомобиля, а 85 % «летит на ветер»), среди которых большое место занимают непредельные углеводороды этиленового ряда, особенно гексен и пентен .

Их доля возрастает в 10 раз, когда двигатель работает на малых оборотах или в момент увеличения скорости, то есть во время заторов или у красного сигнала светофора. СО2 и большинство других выбросов тяжелее воздуха, поэтому они скапливаются у поверхности земли. Оксид углерода (I) соединяется с гемоглобином крови и мешает ему нести кислород в ткани организма. Оксиды азота играют большую роль в образовании продуктов превращения углеводородов в атмосферном воздухе. Из-за неполного сгорания топлива в двигателе автомашин часть углеводородов превращается в сажу, содержащую смолистые вещества. В 1 л бензина может содержаться 1 г тетраэтилсвинца, который разрушается и выбрасывается в атмосферу в виде соединения свинца. Свинец - один из основных загрязнителей внешней среды, его поставляют главным образом современные двигатели с высокой степенью сжатия, выпускаемые автомобильной промышленностью .

Экологически чистый автомобиль - реальность или фантастика?

Двигатель внутреннего сгорания остатся основной движущей силой автомобиля. В связи с этим единственный путь решения энергетической проблемы автомобильного транспорта - это создание альтернативных видов топлива. Новое горючее должно удовлетворить очень многим требованиям: иметь необходимые сырьевые ресурсы, низкую стоимость, не ухудшать работу двигателя, как можно меньше выбрасывать вредных веществ, по возможности сочетаться со сложившейся системой снабжения топливом и др .

В значительно, больших масштабах в качестве топлива для автомобилей будут использоваться заменители нефти: метанол и этанол, синтетические топлива, получаемые из углей. Их использование поможет существенно снизить токсичность и отрицательное воздействие автомобиля на окружающую среду .

Среди альтернативных видов топлива в первую очередь следует отметить спирты, в частности метанол и этанол, которые можно применять не только как добавку к бензину, но и в чистом виде. Их главные достоинства - высокая детонационная стойкость и хороший КПД рабочего процесса, недостаток - пониженная теплотворная способность, что уменьшает пробег между заправками и увеличивает расход топлива в 1,5-2 раза по сравнению с бензином. Кроме того, из-за плохой испаряемости метанола и этанола затруднен запуск двигателя .

Использование спиртов в качестве автомобильного топлива требует незначительной переделки двигателя .

В последнее время широкое распространение получила идея использования чистого водорода в качестве альтернативного топлива. Интерес к водородному топливу объясняется тем, что в отличие от других это самый распространнный в природе элемент .

Водород - один из главных претендентов на звание топлива будущего. Для получения водорода могут быть применены различные термохимические, электрохимические и биохимические способы с использованием энергии Солнца, атомных и гидравлических электростанций и т.д. Экологические преимущества водорода доказаны в ходе различных испытаний .

В каком виде можно применять водород? Газообразный, даже сильно сжатый водород невыгоден, так как для его хранения нужны баллоны большой массы. Более реальный вариант - использование жидкого водорода .

Правда, в этом случае необходимо устанавливать дорогостоящие криогенные баки со специальной термоизоляцией. ЕС решил перевести 10% автотранспорта на биотопливо к 2020 году. Евросоюз поставил задачу к 2020 году перевести 10% своих автомобилей на биологическое топливо. Такое решение одобрили на встрече в Брюсселе министры энергетики 27 стран ЕС. «К 2020 году как минимум 10% автомобильного горючего, потребляемого в каждой стране Евросоюза, должно стать топливо биологического происхождения», - говорится в резолюции Совета ЕС по энергетике и транспорту. Речь идет о таких видах горючего как спирты и производимый из биомассы метан. В резолюции подчеркивается необходимость принять общеевропейские меры, чтобы повысить эффективность технологий производства этого топлива и улучшить его коммерческие возможности. В настоящее время, производимое в Европе биотопливо в среднем на 15-20 дороже традиционного. Некоторые модели автомобилей, в том числе Saab 9-5 и Ford Focus, приспособлены для использования топливной смеси, в которой содержится 80% биотоплива. Биодизель - это топливо, полученное из растительного масла посредством его химического превращения так называемым процессом переэтерификации. В Европе оно изготавливается из подсолнечного и рапсового масла, в Соединенных Штатах - из соевого или из разновидности рапсового масла. Происходит химическая реакция масла с алкоголем, в основном с метиловым спиртом, для уменьшения вязкости и очищения масла. Этот химический процесс позволяет получить однородный, устойчивый и качественный продукт: EMVH (Метиловый сложный эфир растительных масел), свойства его близки к дизельным маслам. Преимущества биодизеля: Биодизель - это источник возобновляемой энергии, решение будущего, приходящее на смену использования нефти Использование биодизеля не требует изменения кинематической цепи, только в зависимости от модели, давности автомобиля - устанавливается топливный фильтр. Биодизель позволяет предотвращать потепление на нашей планете, вызванной повышенным содержанием углекислого газа и серы в атмосфере: в отличие от горючих двигателей, он не увеличивает процент содержания С02 в атмосфере. Действительно в течение жизненного цикла растение должно поглощать количество углекислого газа эквивалентное количеству выбросов в процессе работы двигателя .

Исключением может стать только электрический автомобильный двигатель. Работы по его созданию ведут крупнейшие автомобилестроительные фирмы мира, прежде всего Япония .

Источником тока в электромобилях пока являются свинцовые аккумуляторы. Без подзарядки такие автомобили обеспечивают пробег до 50км (максимальная скорость 70 км/ч, грузоподъемностью 500кг), что позволяет использовать их в качестве такси или для технологических перевозок мелких партий грузов внутри города. Серийное производство и использование электромобилей потребует созданию станций зарядки аккумуляторов, отвечающих всем необходимым технико-экономическим требованиям .

Специалисты полагают, что наиболее энергосберегающим и высокоэффективным источником энергии для электромобилей являются батареи топливных элементов. У таких элементов много достоинств, прежде всего высокий КПД, достигающий в реальных установках 60-70%; их не надо заряжать, как аккумуляторы, достаточно пополнять запасы реагентов .

Наиболее перспективен водородно-воздушный электрохимический генератор (ЭХГ), в котором продуктом реакции при выработке электрической энергии является химически чистая вода. Главный недостаток ЭХГ на сегодняшний день - высокая стоимость .

Человечество слишком медленно, но все же подходит к пониманию того, что необходимо поставить материальное потребление на подобающее ему место среди других источников личного удостоверения, таких не материальных ценностей, как семья, дружба, общение с другими людьми, развитие собственной личности; что следует, наконец, жить в соответствии с возможностями Земли. От решения именно этой задачи в первую очередь зависит, сохраним ли мы биосферу Земли .

6.4. Эффекты воздействия объектов транспорта на окружающую среду Промышленность и транспорт оказывают на окружающую среду и отдельные экосистемы как положительное, так и отрицательное влияние. С одной стороны нарушаются принципы функционирования экосистем – они деградируют и теряют устойчивость, с другой – транспорт обеспечивает движение материальных потоков (строительство автодорог, аэродромов, создание транспортной техники, организация и управление движением, обеспечивает комфортные условия жизни) .

Транспортные системы являются источником повышенной опасности для здоровья и жизни людей из-за ДТП, загрязнения окружающей среды (ОС), транспортного дискомфорта, потребления природных ресурсов, но вместе с тем обладает положительным социально-экономическим и морально-психологическим эффектом .

Эффекты воздействия определяются величинами входных и выходных потоков на всех стадиях жизненного цикла, т.к. используемые в процессе человеческой деятельности материалы и энергия не исчезают – материалы идут в переработку либо превращаются в отходы и загрязнения. Энергия рассеивается, превращаясь в теплоту (парниковый эффект). Человечество, извлекая из земли сырье и большинство видов энергии, возвращают ей отходы и теплоту, т.е. существует постоянный поток материалов и энергии от планетарных источников через экономическую подсистему к планетарным стокам и, таким образом, накапливаются стоки и загрязнения .

Входные потоки разделяются на:

1. Материальные, связанные с добычей сырья, производством, транспортировкой, использованием техобслуживанием, повторным использованием и утилизацией продукции и они могут оказывать различные воздействия на среду (истощение природных ресурсов, отчуждение территорий, снижение плодородия, воздействие на здоровье путем вредных выбросов) .

2. Потоки энергии, источниками которых являются жидкое и газообразное топливо, ядерные и гидростанции, геотермальные источники, ветер, биомасса .

Выходные потоки формируются из продукции отходов и выбросов в воздух, почву, воду, энергетических выделений. Энергия этих показателей зависит от значений измерителей групповых (эксплуатационных) свойств объектов транспортной техники. В их числе топливная экономичность, токсичность, материало- и энергоемкость, моторесурс, в том числе .

Дальнейшее развитие цивилизации напрямую зависит от успешного решения данных проблем, решить которые можно только усилиями всего человечества .

Биосфера – качественно своеобразная планетарная оболочка, включающая организмы и сферу их обитания .

Биогеоценоз – совокупность однородных природных состояний и компонентов (атмосферы, почвы, растительности, животного мира и микроорганизмов), имеющая специфику взаимодействия этих компонентов и определений типа обмена веществом и энергией между ними и природными элементами .

Экосистема – совокупность различных видов растений (продуцентов), животных (лоноументов) и микроорганизмов (редуцентов), взаимодействующих друг с другом и с окружающей средой таким образом, что вся совокупность может сохраняться неопределенно долгое время .

В каждой экосистеме существует две группы – организмы (биота) и факторы неживой природы (абиотические) .

Экологическая чистота – способность транспортного объекта «вписываться» в растительно-энергетические природные циклы и мера воздействия его на окружающую среду .

Экологические воздействия – последствия многих антропогенных изменений природных объектов и факторов, связанных с транспортной деятельностью .

Экологическая безопасность – состояние защищенности окружающей среды от промышленно-транспортных воздействий, при которых обеспечивается функционирование природно-техногенной среды в пределах допустимого изменения параметров ОС .

Параметры состояния – температура, давление, объем газов, жидкостей, концентрации веществ, напряженность электромагнитных полей, радиоактивность. Эти параметры должны находиться в строгих диапазонах для обеспечения устойчивости экосистем .

Локальная экологическая катастрофа – многократное превышение предельно допустимых нагрузок на экосистему по различным ингредиентам, в результате которых нарушается ее устойчивость .

Материальные и энергетические преобразования, происходящие на земле и обеспечивающие поддержание жизни, заключаются в следующем:

1. Экосистемы существуют за счет не загрязняющей среду солнечной энергии, поступающей на поверхность .

2. Получение ресурсов, избавление от отходов происходит без загрязнения среды в рамках круговорота веществ (N2, C, S, P) .

3. Реализуется принцип экологической пирамиды – чем больше биомасса популяции, тем ниже должен быть занимаемый ею трофический уровень .

Трофическая (пищевая) цепь – ряд организмов, каждое предыдущее звено служит пищей следующему и одновременно является цепью передачи энергии называются продуценты (растения), редуценты (микроорганизмы, разлагающие органические вещества), затем – консументы (насекомые, травоядные), далее – хищники (первичные, вторичные) .

Каждому последующему трофическому уровню достается все меньше энергии .

Человек стремится нарушить функционирование экосистем .

Загрязнение – любое нежелательное антропогенное изменение – ингредиентное, параметрическое, биоценотическое, ландшафтное .

Ингредиентное – воздействие совокупности химических веществ .

Параметрическое – связано с изменением качественных параметров (шум, вибрация, теплота, поля) .

Биоценотическое – воздействие живых организмов .

Ландшафтное – разрушение мест обитания и нарушение регенерации природных ландшафтов .

Основным препятствием нарушения экологического равновесия является наличие определенного потенциала ее самовосстановления и очищения от загрязнений .

Антропогенная деятельность человека приводит к потере устойчивости экосистем их деградации и разрушению. Это проявляется в изменениях параметров окружающей среды (концентрации веществ, температуре, влажности, давлении) и в сокращении биоразнообразия. Оказывается разрушенным биогеохимический круговорот веществ и в результате природные ресурсы перестают воспроизводиться в пределах прежних естественных колебаний .

Экосистемы также разрушаются из-за изменений климата, причиной которого является изменений концентраций отдельных газов: О 2, СО2 в стратосфере и тропосфере; снижение прозрачности атмосферы (загрязнение); изменения данной поверхности в результате воздействия на природные ландшафты (уничтожение растений, вспашка, орошение земель); атмосферно-гидросферное закисление (NO2, SO2) .

Экологический кризис – нарушение биохимического круговорота в результате разрушения и угнетения человеком естественных экосистем .

Обеспечение экологической безопасности – ограничение действия детерминированных и случайных факторов, когда допустимые уровни опасности не превышают порога устойчивости биоты .

Признаки выхода за пределы устойчивости:

- сокращение запасов;

- рост концентрации вредных веществ;

- отвлечение материальных ресурсов на эксплуатацию скудных, отдаленных ресурсов или виды деятельности, которые ранее делала природа;

- очистка, удобрения и т.п.;

- сбои природных механизмов;

- конфликты .

Устойчивое развитие – обеспечение условий, когда контуры положительных и отрицательных связей уравновешивают друг друга, все находится в состоянии динамического равновесия и остается постоянным .

Таблица 5.1 НВИЭ в решении трех глобальных проблем человечества (энергетика, экология, продовольствие) Вид ресурсов или установок Энергетика Экология Продовольствие

–  –  –

Примечание. В табл. 5.1 знаком + показано положительное влияние, знаком — отрицательное влияние, 0 — отсутствие влияния .

1) Водоподъемные установки на пастбищах и в удаленных населенных пунктах .

2) Орошение земель на базе малых водохранилищ, водоподъемные устройства таранного типа .

3)Установки для сушки сена, зерна, сельхозпродуктов, фруктов .

4) Водоподъемные системы, питание охранных устройств на пастбищах .

5) Обогрев теплиц геотермальными водами .

6) Использование золы в качестве удобрения .

7) Получение экологически чистых удобрений в результате сбраживания отходов .

8) Получение дизельного топлива из семян рапса — самообеспечение сельского хозяйства дизельным топливом .

–  –  –

ранства для отдельных индивидов водства за счет отчуждения площадей, промышленных территорий

7. Повышение доступности социаль- 7. Сокращение биологической проно-бытовых услуг дуктивности ландшафта

8. Удовлетворение потребности на 8. нарушение гармонии городских широкий ассортимент товаров, све- застроек, сельских ландшафтов жие продукты

9. Ощущение радости от быстрой ез- 9. Рост налогов и затрат, связанных ды, комфорта и удобства в неблаго- с авто, изменение структуры семейприятных погодных условиях ного бюджета Положительные и негативные аспекты функционирования ТС формируются в виде вектора требований к их конструкции, направленной которого меняется во времени под действием различных факторов. Можно выделить несколько рубежных точек, которые служили для изменения приоритетов требований .

50-е годы – требования диктовались в США производителями АТС и были ориентированы на повышение … Это время авто больших габаритных размеров с мощными быстроходными карбюраторными двигателями, широким использованием трансмиссий и электрических сервоприводов .

60-е годы – основное внимание уделялось безопасности пассажиров в связи с принятием закона в США. Сделаны шаги в направлении повышения пассивной бутиксности конструкции при фронтальном столкновении .

Конец 60 – 70-е годы – введение ограничений на выбросы токсичных веществ с отработавшими газами АТС в США, Японии и Европе .

Особым приоритетом стало уменьшение выбросов СО, СхОу, NOу, сажи с отработанными газами .

70-80-е годы – связаны с мировым нефтяным кризисом. Основной приоритет – повышение топливной экономичности .

Середина 80-х – начало 90-х – продиктовано ужесточением конкурентной борьбы между производителями. На первом месте – улучшение тягово-скоростных свойств за счет использования высокофорсированных двигателей внутреннего сгорания (ДВС) .

Дальнейшее ужесточение конкурентной борьбы привело в 90-е годы к смещению приоритетов в сторону повышения комфортности и пассивной безопасности конструкций за счет внедрения электронного управления силовым агрегатом и трансмиссией, кондиционеров, новых методов расчета и проектирования .

В конце 90-х годов – повышение безопасности за счет использования новых поколений антиблокировочных систем, совмещенных со средствами предотвращения столкновений, бортовых навигационных систем, других интеллектуальных технологий на базе развития автомикроэлектроники и информатики. Появилась техническая возможность снизить безопасность расстояние между АТС в 3-4 раза, информировать водителей о возможных препятствиях на маршруте, оптимизировать режимы движения применительно к складывающейся ситуации на дороге .

В настоящее время и на среднесрочную перспективу основными являются требования минимизации потребления ископаемых углеводородов при обеспечении транспортной эффективности, комфорта, безвредности воздействия на окружающую среду .

Дорога Автодорога как сооружение при своем протяжении на местности нарушает природные ландшафты, изменяет режим стока, оказывает другие негативные воздействия .

Таблица 2 – Воздействие дороги на окружающую среду Вид негативного воз- Мероприятия действия Изъятие местных при- Отчуждение площадей. Добыча материалов, сняродных ресурсов тие почвы, дерна .

Изменение рельефа Устройство насыпей (выше, ниже) рельефа с отместности косами, отвалы грунта. Разработка после рекультивации глубоких карьеров

–  –  –

При пересечении речных долин, на подходах к искусственным сооружениям нарушается средняя скорость преобладающих ветров, что приводит к изменению микроклимата и связанных с ним экосистем. Дорога также нарушает пути миграции животных и населения, архитектурные и археологические памятники. Использование антигололедных материалов, дорожная пыль и эрозия почв подавляет растительность, загрязняет водоемы. Использование при строительстве конструкционных дорожных слоев местных стройматериалов и отходов промышленных производств (пиритные огарки каменноугольных дегтя, смолы, физиоактивные породы), шлаки металлургии и энергетики, приводят к загрязнению придорожной полосы токсичными веществами .

Инженерные сооружения (мостовые переходы, трубы, развязки, тоннели, подгорные стенки) также имеют свою специфику влияния на нарушающую среду. При их строительстве происходит переформирование береговой линии, нарушается гидрологический режим и как следствие, нарушаются нерестилища и зимовничьи ямы .

Мероприятия, позволяющие снизить воздействие автотранспорта на окружающую среду:

1. Совершенствование нормативно-правовой базы для обеспечения экологической безопасности (устойчивого развития) промышленности и транспорта .

2. Создание экологически безопасных конструкций объектов транспорта, материалов, технологий и производств .

3. Разработка ресурсосберегающих технологий защиты ОС от транспортных загрязнений .

4. Разработка технических средств мониторинга ОС на транспортных средствах и прилегающих территориях. Методов управления транспортными потоками для увеличения пропускной способности дорожной и улично-дорожной сети (логистика) .

5. Совершенствование системы управления природоохранной деятельностью на транспорте .

Круг проблем и пути их решения лежат в области рационального потребления природных ресурсов защиты атмосферы, водоемов, почвы от негативного воздействия автотранспортного комплекса .

Физико-химические процессы при воздействии промышленности и транспорта на ОС

Основными процессами при воздействии промышленности и транспорта на окружающую среду являются:

- горелки, термогазодинамические процессы в двигателях, печах для сжигания твердых, жидких и газообразных топлив для получения электрической, тепловой энергии, сжатого воздуха;

- каталитическая нейтрализация, перегонка, жидкостная экстракция, адсорбция, сушка, растворение и экстрагирование, кристаллизация, массообмен;

- испарение, потери топлива, эксплуатационных жидкостей лакокрасочных и других материалов при создании, обслуживании и ремонта транспортной техники;

- износ деталей, узлов машин, дорожной одежды, конструкторских материалов, шин, фрикционных материалов;

- пластическая деформация, механическая, электромеханическая при обработке материалов, очистке деталей на этапах жизненных циклов машин и механизмов;

- виброакустические излучения движущихся объектов транспорта, а также электромагнитное излучение электрических машин и электрических устройств;

- ландшафтные загрязнения .

Термодинамические основы взаимодействия тепловой машины и ОС Тепловая машина (ДВС) работает, взаимодействуя с атмосферой ДВС, меняет рабочее тело в каждом цикле. Такой массообмен осуществляется с атмосферой. В процессе получения работы происходит теплообмен с ОС, т.е. такой обмен предполагает взаимодействие с ОС в соответствии с законами термодинамики .

Термодинамический процесс – переход системы из одного состояния в другое в результате взаимодействия с окружающей средой. Если процесс происходит со скоростью значительно меньшей скорости релаксации, то на любом его этапе значения всех интенсивных параметров будут успевать выравниваться .

Этот процесс представляет собой непрерывную последовательность бесконечно близких друг к другу равновесных состояний, которые называют квадистатическими или равновесными .

Равновесный процесс может идти как в направлении возрастания, так и убывания любого из параметров состояния, т.е. как в одном, так и в другом, т.е. противоположных направлениях. При этом система каждый раз будет проходить через те же состояния, но в обратном порядке. Равновесные процессы являются обратными. При возвращении системы в исходное состояние ОС возвращается и ранее полученная от нее теплота .

Отсутствие каких-либо остаточных изменений как в системе, так и ОС является отличительным свойством обратного процесса. Соответственно, процесс, не обладающий таким свойством, является необратимым. Если система совершила необратимый процесс, то ее возвращение в исходное состояние требует дополнительных энергозатрат со стороны окружающей среды .

Все реальные процессы вследствие трения, теплообмене при конечной разнице температур и ограниченности времени их протекания необратимы .

Понятие обратимости возникло как результат идеализации реальных процессов. Мерой необратимости служит энтропия.

Она характеризует:

а) ценность теплоты (работоспособность, технологическая эффективность). Чем выше температура теплоносителя (Т) при том же количестве теплоты (q), т.е. чем меньше энтропия S = q/T, тем теплота ценнее, поскольку шире может быть использована не только для совершения работы, но и для технологических нужд;

б) потери работы из-за необратимости реальных процессов;

в) мера беспорядка. При подводе теплоты увеличивается хаотичность движения частиц. При отводе – уменьшается неупорядоченность и, следовательно, энтропия вплоть до величины покоя (при нуле абсолютной температуры) .

В общем случае бесконечно малое изменение энтропии определяется выражением:

dS = dSe + dSi, где dSe – изменение энтропии системы, связанное с ее взаимодействием с окружающей средой; dSi – изменение энтропии, обусловленное возможным протеканием внутри нее необратимых процессов, например, в ходе установления в ней внутреннего равновесия .

Если рассматривать простые однородные системы с двумя степенями свободы, то речь идет об установлении механического (выравнивание давления) и теплового (выравнивания температур) равновесия .

В неравновесной изолированной (dSe, О) системе энтропия в ходе установления внутреннего равновесия изменяется следующим образом .

Подвод тепла подводит от более нагретой части к менее. Именно так и происходит в природе .

Увеличение энтропии системы при протекании в ней необратимых процессов называют производством энтропии. По мере приближения изолированной системы к состоянию равновесия производства энтропии будет зануляться, а при установлении равновесия вовсе прекратится. Условие dSi = 0 будет означать, что энтропия системы максимальна. Обобщая сказанное, можно записать dSi 0 .

При любом переходе энергии из одного вида в другой некоторое количество первичной энергии всегда теряет свое качество (ценность), т.е .

способность выполнять полную работу. Обычно эта часть энергии вследствие протекания побочных процессов – трения, теплопроводности, рассеивается в виде теплоты .

Превращение тепловой энергии в новый другой в открытом термодинамическом процессе возможно лишь однократно, т.е. когда рабочее тело из неравновесного состояния 1 не перейдет в состояние равновесия 2 окружающей средой 2. Чтобы продолжить превращение необходимо возвратить рабочее тело из состояния в состояние 1, т.е. замкнуть процесс .

Реакции горения участвующих топлив .

Для определения количественных показателей образования и потребления всех веществ, участвующих в процессе получения энергии при сжигании топлива и из ОС используется уравнение материального баланса .

Основным источником теплоты является окисление атомов С и Н .

Кроме того, в топливе может содержаться S, N2, спирты, эфиры, тяжелые металлы .

–  –  –

Содержание в мазуте и угле золы и влаги составляют соответственно до 0,2 и 9%, в угле 10-40 и 4-15 .

Соотношения между количеством исходных продуктов (топливо + воздух) и продуктов сгорания определяются из уравнений химических реакций при следующих допущениях – все химические элементы состоят из отдельных элементов, связанных между собой в определенных соотношениях .

Полное химическое окисление (сгорание) от СхНу до конечных продуктов СО2 и Н2О описывается уравнением:

СхНу + (х + у/4)О2 = хСО2 + у/2Н2О Если количество О2 будет меньше …, то и окисление будет неполным .

С уменьшением количества О2 в продуктах сгорания будет увеличиваться доля СО и Н2 и уменьшаться содержание Н2О и СО2. Соответственно уравнение имеет вид:

СхНу + х/2О2 = хСО2 + у/2Н2 при соотношении С/О = 1 .

При дальнейшем уменьшении О2 С/О 1 в продуктах появляется сажа .

Такой процесс называется циклом и по нему работают все тепловые машины. При этом необходимым условием получения работы является наличие двух источников теплоты – горячего (верхнего) и холодного (нижнего). Это связано с тем, что не вся теплота, полученная от верхнего источника может быть превращена в механическую работу, часть ее должна быть отдана нижнему источнику .

Для оценки эффективности циклов используется термический КПД (t).

Это отношение количества полученной работы W = q1 – q2 к количеству затраченной – qt:

t = W/qt = 1 – (q2/q1) Оценку совершенства рабочего процесса тепловых двигателей можно вести относительно идеала – цикла Карно, в котором подвод тепла от

–  –  –

Следует отметить, что величина выбросов зависит не только от вида топлива, но и от их механизма образования в цилиндре двигателя .

Горение углеводородных топлив Процессы горения широко распространены в практической деятельности человека и лежат в основе энергетики, промышленности и транспорта .

Для понимания механизмов образования загрязнений вкратце рассмотрим механизмы горения – гомогенный и гетерогенный .

Гомогенные происходят в одной фазе, если в качестве топлива используется газ, пары жидкого топлива, а в качестве окислителя – кислород .

Гетерогенные происходят на … или жидкого топлива и состоят из двух стадий: 1) … окислителя и 2) химическая реакция на поверхности .

В транспортных системах получили распространение ламинарные и турбулентные процессы горения. При ламинарном фронт пламени пред

–  –  –

… вещества, содержащиеся в отработанных газах, в зависимости от механизма их образования можно разделить на группы:

а) углеродсодержащие вещества – продукты полного и неполного сгорания топлива (СО2, СО), СхНу, сажа);

б) вещества, механизм образования которых непосредственно не связан с процессом горения NхОу (по термическому механизму);

–  –  –

Это типично для бензиновых и … двигателей. В дизелях меньше .

СО2 – не токсичен, но вреден. В связи с повышением его концентрации в атмосфере и как следствие изменением климата .

Основная доля СО, окисляется до СО2, не выходя за пределы камеры сгорания .

СО + ОН• СО2 + Н• (основная реакция) Окисление СО в СО2 происходит в выпускной трубе, а также в нейтрализаторах отработанных газов, которые устанавливаются на современных автомобилях с целью соблюдения норм токсичности .

СхНу – образуется в результате реакция цепочно-теплового взрыва и синтеза .

- неполноты сгорания в результате нарушения процесса горения, неоднородности топливно-воздушной смеси, пропусков закипания. Наиболее типичны:

бензпирен С20Н12 С6Н2 + 3С2Н2 + 4С2Н С20Н12 Твердые частицы включают нерастворимые оксиды, SiO2, …, Pb и рримы в органике смолы, фенолы, нагар и т.д.). Основной компонент сажа .

Сера содержится в моторном топливе и окисляется до SO2 и SO3 .

Далее SO3 + H2O H2SO4 .

Pb – появляется в результате использования этилированных бензинов .

NхОу (преобладает Nо) – образуется при высокотемпературном окислении N2 воздуха (термический Nо), в результате низкотемпературных окислений азотсодержащих топлив (топливный Nо), из-за столкновений углеводородных радикалов с молекулами N2 (быстрый Nо) .

Источниками загрязнений являются процессы испарения. Это явление парообразования, протекающее при низкой температуре .

Износ – относительно равномерное по площади уменьшение покрытий деталей из-за трения, является причиной загрязнения минеральной пылью, … частицами металлов частицами фрикционных материалов .

Наибольший объем выделений минеральной пыли связан с износом покрытий дороги .

Для шин характерны – усталостный, абразивный износы .

Фрикционные материалы для борьбы со … - зола, песок, шлак или химические реагенты. Все это называется сметом .

Наряду с вышеперечисленным, отходами промышленной транспортной деятельности являются бытовые и производственные отходы. Их источниками являются АТП, базы дорожно-строительной техники, гаражи и др. места стоянок и парковок, мостки, АЗС, станции техобслуживания .

Основными видами отходов являются жидкие – растворители, нефтепродукты, взвеси, хлориды. Твердые – вывозимые для захоронения на полигоны и свалки, передаваемые на переработку другим предприятиям .

Транспортными предприятиями в среднем на единицу подвижного состава приходится 100 кг сбросов, в том числе 76 кг сухого остатка, хлориды – 17, сульфиды – 4, взвеси – 1, остальное – 2 кг .

Ландшафтные нарушения Они приводят к разрушению мест обитания организмов и нарушению регенерирующей способности природных ландшафтов. Экосистемы деградируют, разрушаются. Нарушается состояние природной среды, при котором обеспечивается саморегуляция и воспроизводство основных компонентов биосферы .

Основная причина ландшафтных нарушений – воздействие на ОС дороги, или инженерные сооружения, которые появляются в виде рассечения природной среды дорожной трассой, снижения пропорциональности почв, развития геодинамических процессов (эрозия, оползни). Это приводит к осушению, изменению уровня грунтовых вод .

Экосистемы на придорожных территориях деградируют в результате чрезмерного химического и энергетического загрязнения, наличия больших территорий, находящихся под асфальтом, препятствующих воздухо- и влагообмену почв .

В полосах отвода резервно-технической полосы дороги могут возникать «краевые зоны» ландшафтов с нарушением экосистем, на которые действуют следующие группы факторов .

- барьерные (откосы, насыпи и т.д.) – препятствуют естественной миграции, размножению, питанию;

- факторы беспокойства (шум, вибрация, свет) – нарушают среду обитания;

- факторы, обуславливающие химические загрязнения мест обитаний человека. Это загрязнения, содержащиеся в выбросах транспорта;

- факторы, обуславливающие столкновения с транспортными средствами и гибель на дорогах .

Акустическая мощность (W – Вт) объекта – общее количество энергии, излучаемой транспортным средством в окружающее пространство в виде звука, вычисляется по формуле:

W = 100,1L W -12

Уровнем акустической мощности называют величину:

Lw = 10lg(W/Wo), где Wo = 10-12 вт Вибрация Движение механической системы под воздействием внешней силы, при котором происходят колебания .

Колебания в механической системе передаются от дорожной поверхности через элементы конструкций на водителя и пассажира, через грунт, воздействия на биоту и инженерные сооружения. Вибрация распространяется по грунту и достигает фундаментов зданий. Затухают в грунте со скоростью 1 ДБ/м и на расстоянии 50-60 м от транспортной магистрали не ощущаются .

Электромагнитное излучение (ЭМИ) Устройства, генерирующие, передающие и использующие электроэнергию создают в ОС электромагнитные поля. Они характеризуются напряженностью, электрической и магнитной составляющей .

Измерителями ЭМИ являются:

- направленность электрической составляющей (В/м) – служит для измерения интенсивности ЭМИ в диапазоне 30 кГц – 300 мГц;

- плотность потока энергии (Вт/м2) – служит для оценки интенсивности ЭМИ в диапазоне 300 мГц – 300 гГц .

Для оценки биотического воздействия ЭМИ различают зону индукции – ближнюю и зону измерения (дальнюю). Ближняя расположена на расстоянии 1/6 от длины волны. Здесь магнитная составляющая выражена слабо и поэтому действие ее на организм незначительно .

Источником является электрооборудование, зажигание управления, охранная сигнализация .

Твердые отходы составляют – 250 кг на один авто в год. В том числе: % смит – 40; отходы потребления – 19; древесина и макулатура – 16, тормозные накладки – 4; стеклобой - 3; резина (кроме шин) – 2 .

Объем отходов, передаваемый транспортными предприятиями – 900 кг в год на 1 авто, в том числе % черных металлов – 38; огарок очистных сооружений – 31; покрышки – 20; масла отработанные – 9; аккумуляторных батарей – 2 .

Шум Это любой нежелательный звук или совокупность звуков, оказывающих неблагоприятное воздействие на организм человека .

В транспортном комплексе источниками шума являются механические, аэродинамические, электромагнитные процессы. Прежде всего, шум от вибрации, систем газообмена, охлаждения двигателей, агрегатов трансмиссии, а также аэродинамический, шум шин. Транспортное средство как источник акустического излучения характеризуют значением излучаемой акустической мощности, ее спектром и диаграммой направленности излучений .

Звук – механические колебания частиц упругой среды, образованной под действием какой-либо возмущающей силы. Акустические колебания в диапазоне 16-20000 Гц воспринимает человек, его называют звуковым, а пространство их распространения – звуковое поле. Колебания ниже 16 Гц

– инфразвуковое, более 20000 Гц – ультразвуковое .

Сила звука пропорциональна квадрату звукового давления и ее выражают в Вт/м2 .

Уровень шума иногда определяют как десятичный логарифм отношения силы звука к пороговому значению: Io = 10-12 Вт/м2.

Уровень шума (в Дб) определяют по формуле:

L = 10lg (I/Io)

Глава 7. МЕТОДЫ УМЕНЬШЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

7.1. Основные направления по защите окружающей среды По мере развития промышленности, энергетики и средств транспорта антропогенное загрязнение биосферы, обусловленное жизнедеятельностью человека, непрерывно нарастало. Если в первой половине XX в .

негативное воздействие загрязнений на биосферу во многих регионах мира сглаживалось происходящими в ней естественными процессами, то в последующие годы масштабы деятельности человека привели биосферу на грань экологического кризиса .

Научно-техническая революция (НТР), охватившая во второй половине XX в. многие страны мира, принесла людям не только благо, но и теневые явления: загрязнение атмосферы, морских акваторий и пресных водоемов; нарушение почвенного покрова и ландшафтов; истощение водных и лесных ресурсов; уменьшение численности животных. Экологический кризис осложняется экспоненциальным ростом народонаселения планеты и его урбанизацией .

С каждым годом увеличивается степень воздействия человека на природную среду. Чтобы сохранить природу и ее ресурсы для потомков, необходимо уже сейчас поставить наши отношения с природой на строго научную основу. В данное время экологические проблемы тесно переплетаются не только с вопросами технологии, но и экономики, политики, морали, права, эстетики, образования. Поэтому рациональное использование природных ресурсов и эффективные меры по охране окружающей среды возможны только на основе знания законов природы и их разумного применения. Иными словами, от потребительского отношения к природе человек должен переходить к сотрудничеству с ней и соразмерять свою хозяйственную деятельность с возможностями природы .

Защита окружающей среды—это комплексная проблема, требующая усилий ученых многих специальностей. Наиболее активной формой защиты окружающей среды от вредного воздействия выбросов промышленных предприятий является полный переход к безотходным и малоотходным технологиям и производствам. Это потребует решения целого комплекса сложных технологических, конструкторских и организационных задач, основанных на использовании новейших научно-технических достижений .

Важными направлениями экологизации промышленного производства следует считать следующие: совершенствование технологических процессов и разработки нового оборудования с меньшим уровнем выбросов примесей и отходов в окружающую среду; экологическая экспертиза всех видов производств и промышленной продукции; замена токсичных отходов на нетоксичные, неутилизируемых на утилизируемые; широкое применение дополнительных методов и средств защиты окружающей среды .

В качестве средств защиты применяют такие, как аппараты и системы для очистки газовых выбросов, сточных вод от примесей, глушители шума при сбросе газов в атмосферу, виброизоляторы технологического оборудования, экраны для защиты от электромагнитного поля (ЭМП) и др .

Эти средства защиты постоянно совершенствуются, широко внедряются в технологические и эксплуатационные циклы во всех отраслях народного хозяйства .

Средства защиты окружающей среды применяют на транспорте и передвижных энергоустановках. Это глушители, сажеуловители, нейтрализаторы отработавших газов ДВС, глушители шума компрессорных установок и ГТДУ, виброизоляторы рельсового транспорта и т.д .

Важная роль в защите окружающей среды отводится мероприятиям по рациональному размещению источников загрязнений: вынесение промышленных предприятий из крупных городов в малонаселенные районы с непригодными и малопригодными для сельскохозяйственного использования землями; оптимальное расположение промышленных предприятий с учетом топографии местности и розы ветров; установление санитарнозащитных зон вокруг промышленных предприятий; рациональная планировка городской застройки, обеспечивающая оптимальные экологические условия для человека и растений; организация движения транспорта с целью уменьшения выброса токсичных веществ в зонах жилой застройки .

В охране окружающей среды необходимы службы контроля качества окружающей среды, которые должны вести систематизированные наблюдения за состоянием атмосферы, воды и почвы для получения фактических уровней загрязнения окружающей среды. Полученная информация о загрязнениях позволяет быстро выявлять причины повышения концентраций вредных веществ и активно их устранять .

Основными путями уменьшения загрязнения природной среды являются:

1. переход к безотходным и малоотходным технологиям и производствам;

2. экологизация промышленного производства:

3. совершенствование технологических процессов и разработка нового оборудования с меньшим уровнем выбросов примесей и отходов в окружающую среду;

4. экологическая экспертиза всех видов производств и промышленной продукции;

5. замена неутилизируемых отходов на утилизируемые;

6. широкое применение дополнительных методов и средств защиты окружающей среды (аппаратов и систем для очистки газовых выбросов и сточных вод от примесей, глушителей шума, экранов для защиты от ЭМП и др.);



Pages:     | 1 || 3 | 4 |



Похожие работы:

«2 1. Цели освоения дисциплины Целью изучения дисциплины является формирование у студентов навыка решения проблемы экономичной защиты растений от вредителей и болезней для получения экологически чистой сельскохозяйственной продукции.2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО В соответствии с учебным планом по направлению подгото...»

«Научный журнал НИУ ИТМО. Серия "Экономика и экологический менеджмент" № 3, 2015 УДК 338:43 (470.45) Перспективны развития сельскохозяйственного комплекса Волгоградской области Канд. экон. наук, доц. Батманова В.В. vbatmanova@mail.ru Волгоградский государственный университет 400062, Волгоград, пр. Универси...»

«РАЗРАБОТАНА УТВЕРЖДЕНА Кафедрой ботаники, почвоведения и Ученым советом биологического биологии экосистем факультета 6.03.2014, протокол № 9 13.03.2014, протокол № 5 ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНОГО ИСПЫТАНИЯ для поступающих на обучение по программам подготовки нау...»

«Chronolab Systems S.L., под контролем Chrono РЕАГЕНТЫ ДЛЯ БИОХИМИЧЕСКИХ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ in vitro ИНСТРУКЦИИ по применению реагентов SANTE тШ ЛИНЕЙКА АВТОМАТИЧЕСКИХ БИОХИМИЧЕСКИХ АНАЛИЗАТОРОВ АРД 200, АРД 300, АРД 400 производств...»

«УДК 574.9 (575.2) Калдыбаев Бакыт Кадырбекович Эколого-биогеохимическая оценка современного состояния природно-техногенных экосистем Прииссыккулья 03. 02. 08 – экология Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук Научный кон...»

«© 1995 г. М.Г. КОТОВСКАЯ, Н.В. ШАЛЫГИНА СДЕЛАЕТ ЛИ РОССИЙСКАЯ ЖЕНЩИНА СЧАСТЛИВЫМ СВОЕГО МУЖА? На первый взгляд, предлагаемая вниманию тема может показаться слишком камерной, даже бытовой. Однако она имеет весьма многоплановое научное содержание в контексте прогностики...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "САРАТОВСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Н.Г.ЧЕРНЫШЕВСКОГО" Балашовский институт (филиал) Кафедра биологии и экологии Ремедиация почв АВТОРЕФЕРАТ БАКАЛАВРСКОЙ РАБОТЫ Студентки 5 курса 55 группы нап...»

«УДК 631.453 ФИТОЭКСТРАКЦИЯ ЦИНКА РАСТИТЕЛЬНОСТЬЮ УРБОЭКОТОПОВ ГОРОДА КУРСКА В СРАВНЕНИИ С КУЛЬТУРНЫМИ РАСТЕНИЯМИ © 2013 Н. П. Неведров1, Е. П. Проценко2 аспирант каф. общей биологии и экологии e-mail: 9202635354@mail.ru докт. сельскохозяйственных н...»

«1. Рекомендуемый список профилей направления подготовки 022000 Экология и природопользование:1. Экология 2. Природопользование 3. Геоэкология 4. Экологическая безопасность 2 . Требования к результатам освоения основной образовательной программы Бакалавр по направлению подготовки 022000 – Экология и природопользование в соотв...»

«Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования "Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники" Кафедра экологии Камлач П.В. КОНТРОЛЬ РАДИАЦИОННОЙ ОБСТАНОВКИ НА МЕСТНОСТИ, В ЖИЛЫХ И РАБОЧИХ ПОМЕЩЕНИЯХ...»

«Никита Николаевич Моисеев Материал из свободной русской энциклопедии "Традиция". Дата рождения: 23 августа 1917 Место рождения: Москва Дата смерти: 29 февраля 2000 Место смерти: Москва Научная сфера: Экология, механика, математика Место раб...»

«МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ УКРАИНЫ ЗАПОРОЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА БИОЛОГИЧЕСКОЙ ХИМИИ ОБМЕН НУКЛЕОПРОТЕИНОВ В НОРМЕ И ПРИ ПАТОЛОГИИ (Модуль 1, IV семестр) учебно-методическое пособие по биологической химии для студе...»

«СОВРЕМЕННАЯ НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ: ОТ МОЛЕКУЛ К СОЗНАНИЮ НЕЙРОБИОЛОГИЯ ВНИМАНИЯ И ВОСПРИЯТИЯ профессор В.В. Шульговский кафедра высшей нервной деятельности биологический ф-т МГУ www.neurobiology.ru info@neurobiology.ru Как работает внимание человека Внимание человека очень избирательно и похоже на сложную систему фильтр...»

«контроль радиорезистентности микрофлоры на производствах, где применяется радиационный метод стерилизации. В принципе подобная методика должна включать следующие этапы работы: 1) выделение производственной микрофлоры; 2) облучение смешанных культур в суббактерицидных дозах излу...»

«крахмальными зернами клубня картофеля, зерновок кукурузы, риса, овса, плодов гречихи. Научиться изготавливать временные препараты запасных веществ клеток растений для демонстрации их в школе на уроках биологии. Средства обучения: предварительно намоченные зерновки злаков: пшеницы мягкой (Triticum aestivum), кукур...»

«Естественные науки. № 2 (43). 2013 г. Ботанические исследования (Artemisia L. Asteraceae) of Eurasia and North Africa]. Novosti sistematiki vysshikh rasteniy [News of systematics of higher plants], Leningrad, Nauka, 1986, vol. 23, pp. 217–239.17. Zaugolnova L. B., Zhukova L. A. et al.; Uranov A. A., Serebryakova T. I. (ex. eds.). Tse...»

«Министерство образования Российской Федерации Санкт-Петербургская государственная лесотехническая академия им. С. М. Кирова Сыктывкарский лесной институт (филиал) Кафедра экологии и природопользования ОСНОВЫ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПОЛЬЗОВАНИЙ Методические указания и контрольные задания для...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ Учебно-методическое объединение по экологическому образованию УТВЕРЖДАЮ Первый заместитель Мин истра образования Республики Беларусь с В.А.Богуш 1 | -с п ГГ 20 г. /' \\ Л, \ / XV/ Регистрационный № ТДИ (. t hгип. ОБЩАЯ И ЭКО...»

«Биокарта Bufo marinus ЖАБА АГА Bufo marinus Cane Toad, Marine Toad, Giant Toad, Giant Marine Toad Составили: Нуникян Е.Ф. Дата последнего обновления: 29.10.11 1. Биология и полевые данные 1.1 Таксономия Отряд Бесхвостые Anura Семейство Настоящие жабы Bufonidae Род Жабы Bufo Русское название (если есть – синонимы) Морская жаба, Тростниковая жаба, Жаба-аг...»

«Межрегиональная олимпиада Казанского федерального университета по предмету "Биология" 2010-2011 учебный год 10 класс КРИТЕРИИ ОЦЕНОК Вопрос 1. Выберите из предложенных признаков те, которые указывают на принадлежность человека к типу хордовых, подтипу позвоночны...»

«Ilgekbayeva G.D., Rozhaev B.G., INTENSIVE INDICATORS OF EPIZOOTIC PROCESS AT THE SHEEP RABIES IN THE REPUBLIC OF KAZAKHSTAN The Epizootological analysis captured all territory of the Republic of Kazakhstan and all livestock of small cattle from 1990 for 2010. The analysis across the territory carried out on adm...»

«МАТЕРИАЛЫ I МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ СЕКЦИЯ – ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ АГРАРНОЙ НАУКИ СТРАН ЕАЭС ПРОБЛЕМЫ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА СТРАН ЕВРАЗИЙСКОГО ЭКОНОМИЧЕСКОГО СОЮЗА УДК 001 М.В. Муравьева ФГБОУ ВО Саратовский ГАУ, Россия, г. Саратов ОБЩИЕ ПРОБЛЕМЫ АГРАРНОЙ НАУКИ СТРАН ЕАЭС МАТЕРИАЛЫ I МЕ...»

«Бюллетень Государственного Никитского ботанического сада. 2012. Вып. 105 91 ДИНАМИКА ВОДОУДЕРЖИВАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ЛИСТЬЕВ ГИБРИДОВ PRUNUS BRIGANTIACA VILL. ARMENIACA VULGARIS LAM. В УСЛОВИЯХ ДЕФИЦИТА ВЛАГИ Р.А. ПИЛЬКЕВИЧ, кандидат биологических наук; Л.Д. КОМАР-ТЁМНАЯ, кандидат биологических наук Никитский бота...»

«1. Цель освоения дисциплины Основной целью изучения дисциплины "Растениеводство" – овладеть глубокими знаниями по биологии с/х культур и освоить технологии их выращивания.В процессе дисциплины "Растениеводство" решаются следующие задачи: – овладение знаний по растениеводс...»

«Экосистемы, их оптимизация и охрана. 2014. Вып. 11. С. 18–24. УДК 595.782 (477.75) ПЯТОЕ ДОПОЛНЕНИЕ ПО ФАУНЕ И БИОЛОГИИ ЧЕШУЕКРЫЛЫХ (LEPIDOPTERA) КРЫМА Будашкин Ю. И . Карадагский природный заповедник, Феодосия, budashkin@ukr.net Приводятся результаты оригинальных исследований фауны и биологии крымск...»

«Учреждение Российской академии наук Институт природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН Министерство образования, науки и молодежной политики Забайкальского края Забайкальский государственный гуманитарно-педагогиче...»








 
2018 www.new.z-pdf.ru - «Библиотека бесплатных материалов - онлайн ресурсы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 2-3 рабочих дней удалим его.