🗊Презентация Глобальный экологический кризис

Лекция 2 ГЛОБАЛЬНЫЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ КРИЗИС Ресурсы биосферы Загрязнение и его нормирование Окружающая среда и здоровье Очистка стоков и выбросов. Отходы Экологический мониторинг и управление качеством окружающей среды Глобальные экологические проблемы и международное сотрудничество

1. Ресурсы биосферы

Основные пути сбережения невозобновимых ресурсов: Использование вторичного сырья (рециклинг) Снижение материалоемкости техники Малоотходные технологии Д.И.Менделеев: «В химии нет отходов, а есть неиспользуемое сырье» Переход на неисчерпаемые источники энергии (солнечная, ветровая, приливно-отливная, геотермальная), т.к. рециклинг энергоресурсов невозможен Энергосбережение (увеличение КПД, снижение энергоемкости производств, когенерирование)

ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ НОРМИРОВАНИЕ (основа рационального природопользования) ВЫЯВЛЕНИИ МАКСИМАЛЬНО ДОПУСТИМЫХ АНТРОПОГЕННЫХ НАГРУЗОК НА ЭКОСИСТЕМЫ И ИХ ЭЛЕМЕНТЫ, ПРИ КОТОРЫХ ОНИ НЕ ТЕРЯЮТ СПОСОБНОСТИ К САМОВОССТАНОВЛЕНИЮ И НЕ УХУДШАЕТСЯ СРЕДА ОБИТАНИЯ ЧЕЛОВЕКА Нормируются: - ВЫРУБКА ЛЕСА, - ОТСТРЕЛ ДИЧИ, СБОР ДИКИХ РАСТЕНИЙ, ПАСТБИЩНЫЕ И РЕКРЕАЦИОННЫЕ НАГРУЗКИ, ВОДОЗАБОР, - ВЫБРОСЫ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ и т.д., т.е. ВСЕ СТОРОНЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЕСТ. ЭКОСИСТЕМ

Использование вторсырья (макулатуры)

ОСНОВНЫЕ НАРУШЕНИЯ РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЛЕСОВ: ПРЕВЫШЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ НОРМ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ, ЛЕСНЫЕ ПОЖАРЫ; ВЫПАС СКОТА ЗАГРЯЗНЕНИЕ ЛЕСОВ АТМОСФЕРНЫМИ ПРОМЫШЛЕННЫМИ ВЫБРОСАМИ; ЗАХЛАМЛЕНИЕ ЛЕСОВ МУСОРОМ; ЗАТОПЛЕНИЕ И ПОДТОПЛЕНИЕ; НАРУШЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ЗАГОТОВКИ ДРЕВЕСИНЫ

Заготовка древесины Россия Использует 50-70% биомассы: пни, кора гниют на лесосеках

Использование древесины Россия (1 место в мире по запасам древесины) продает круглый лес и покупает финскую бумагу нет денег на хорошие очистные для ЦБК губит Байкал и другие водоемы, уничтожает леса в 6 раз больше, чем восстанавливает

Основные нарушения при использовании лугов и степей: Основные нарушения при использовании лугов и степей: распашка (степи нет, есть поле) перевыпас (пастбищная нагрузка многократно превышает пастбищную емкость).

Основные нарушения при использовании рек и озер: Чрезмерный водозабор (30%, а на юге до 50% стока вместо 15%), Недостаточно оборотных систем водопотребления, Чрезмерное загрязнение, Чрезмерный вылов рыбы, Превышение рекреационной нагрузки, Создание плотин (ценные рыбы не проходят на нерест из моря)

Деградация Аральского моря

2. Загрязнение и его нормирование Загрязнение – неблагоприятное изменение окружающей среды, связанное с поступлением в нее несвойственных среде химических, физических и биологических агентов или естественных агентов, но в чрезмерных количествах Химическое (хим. вещества) Биологическое (микробы и т.д.) Физическое (шумовое, световое, тепловое, электромагнитное, радиация) Видеозагрязнение Комплексный фактор беспокойства Поллютанты (лат. поллютио – загрязнение) - загрязнители среды Ксенобиотики (греч. ксенос – чуждый, биос – жизнь) - несвойственные живому химические вещества (пестициды, пластмассы или диоксины).

ПДД (предельно допустимая доза) – максимальное количество вещества, попадание которого в организм не наносит вред здоровью человека. (мг/кг живой массы)

ПДК (предельно допустимая концентрация) Установлены ПДК для загрязнителей воздуха (мг/м3): воды (мг/л), почвы (мг/кг), продуктов (мг/кг),

ПДУ (предельно допустимый уровень воздействия) – максимальный уровень физического загрязнения, не вредящий здоровью, (уровень шума, вибрации, радиации…)

ПДВ (предельно допустимый выброс) – максимальный выброс вещества в атмосферу за единицу времени, который не приводит к превышению ПДК в приземном слое воздуха (мг/сек, т/год). ПДВ (предельно допустимый выброс) – максимальный выброс вещества в атмосферу за единицу времени, который не приводит к превышению ПДК в приземном слое воздуха (мг/сек, т/год). ПДС (предельно допустимый сброс) – максимальное количество вещества, которое можно сбросить в водоем в составе сточных вод за единицу времени, чтобы сохранялось приемлемое качество воды (мг/сек, т/год).

Классификация загрязняющих веществ по токсичности

3. Состояние окружающей среды и здоровье человека

Показатели состояния здоровья населения: Общая и детская заболеваемость Общая и детская смертность Инвалидность Объемы трудопотерь по больничным листам У жителей загрязненных районов города в 1,5-3 раза чаще: развиваются раковые опухоли, возникают бронхиты, родятся недоношенные дети, они больше болеют и раньше умирают, чем жители более чистых районов тех же городов.

Схема биологического действия ионов меди (биогенный) и кадмия (небиогенный)

Диоксины: наиболее ядовитые из известных людям веществ (ПДКа.в.5х10-10мг/м3, ПДКвод 2х10-8мг/л), канцерогенны, тератогенны, нарушают иммунитет, нарушают детородные функции (импотенция, выкидыши), период полувыведения из организма- 1 год, период полураспада в почве 10-20 лет.

Диоксины образуются: в качестве побочного продукта при хлорировании органики, при сжигании несортированного мусора, то есть смеси пластика и пищевых отходов (t = 200-400оС), при горении трансформаторов, древесины с пропиткой…

Биоаккумуляция (характерна для тяжелых металлов, диоксинов и некоторых др. поллютантов) и увеличение этой концентрации при переходе на каждый следующий трофический уровень (при продвижении по пищевым цепям)

4. Очистка стоков и выбросов. Отходы Чтобы уменьшить загрязнение среды применяют системы очистных сооружений. Очистка может производится последовательно несколькими способами (Разобраны в лаб. работе). Извлеченные загрязняющие вещества поступают на повторную переработку или захоронение.

Завод по очистке сточных вод

Основные виды очистки: Механическая – используются механические силы (силы тяжести, центробежные и т.д.) и фильтры (механические, электростатические). Химическая – происходят химические реакции, окисляющие, нейтрализующие или осаждающие вредные примеси и т.д. Физико-химическая – идут физико-химические реакции (адсорбция, коагуляция, перегонка, обратный осмос…). Термическое обезвреживание – при помощи высоких и низких температур (сжигание, вымораживание). Биологическая – в искусственных экосистемах загрязнители разлагаются редуцентами или всасываются микроорганизмами: бактерии (активный ил) разлагают органические вещества до СО2, NH3, NO3- и т.д. в открытых емкостях (аэротенках), с аэрацией (продувкой воздуха). Затем стоками поливают с/х культуры. бактерии разлагают органические вещества в закрытых емкостях без доступа воздуха (метантенках) до метана, который используется как бытовой газ. диатомовые водоросли накапливают и осаждают тяжелые металлы и радионуклиды.

Твердые бытовые и промышленные отходы После использования вся промышленная продукция становится мусором. Средний горожанин выбрасывает мусора за год в Москве 300-400 кг, в США 870 кг, в Японии - 250 кг

Способы утилизация мусора: Естественное разложение (бумага 2-10 лет, консервные банки или фильтры от сигарет – 90-100 лет, п/э пакеты >200, др. пластики >500, стекло >1000 лет); Биодеградабельные пластики на основе крахмала и растительных масел (разрушаются природными бактериями за полгода) Сжигание на открытых площадках (вредный дым, ядовитые стоки) Мусоросжигательные заводы (очистка дыма и использование тепла) Сухой пиролиз (превращение органики при высокой температуре без доступа воздуха в топливо)

Способы утилизация мусора (продолжение): Захоронение в ямах, оврагах (загрязнение грунтовых вод, неконтролируемый выход метана, просадка грунта) Захоронение брикетированных отходов на полигонах (герметичное дно, сбор метана) и рекультивация территории (разравнивание, засыпка плодородной землей, озеленение) Вторичная переработка (раздельная) – самый перспективный способ

5. Экологический мониторинг и управление качеством окружающей среды

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ (лат. монитор – наблюдающий) – это система регулярных наблюдений за состоянием окружающей среды, его оценка и прогноз Объекты: приземный слой воздуха, поверхностные и грунтовые воды, промышленные и бытовые стоки, радиоактивные излучения, исчезающие или вредные виды, природные экосистемы, агроэкосистемы, здоровье населения. Ступени: локальный  региональный  ЕГСЭМ  глобальный

Биоиндикация (индикаре – указывать) – использование особо чувствительных и удобных для наблюдения биологических объектов для косвенного обнаружения загрязнителей и других изменений окружающей среды (Может быть частью мониторинга) Например, исчезновение лишайников, пожелтение хвои у сосен – признаки загрязнения воздуха SO2

6. Глобальные экологические проблемы и международное сотрудничество

Демографический взрыв- резкое, нерегулируемое увеличение населения планеты

Важнейшие глобальные экологические проблемы: Усиливающееся загрязнение окружающей среды, Истощение невозобновимых ресурсов (природного газа осталось на 40-60 лет, нефти – на 70-120, истощаются запасы руд); Снижение биоразнообразия - безвозвратное уничтожение видов животных и растений, обеднение лесов, лугов, вод; Деградация почв - снижение плодородия, эрозия, засоление, опустынивание; Уничтожение лесов

Парниковый эффект - повышение средней температуры на Земле в результате чрезмерного попадания в атмосферу ряда газов, особенно углекислого

Прогноз последствий парникового эффекта

Разрушение озонового экрана Земли (озоновые дыры над Антарктидой, Арктикой и другими районами)

Озоновый слой разрушается ХФУ (хлорфторуглероды = фреоны), применяемыми: в аэрозольных баллончиках холодильниках при производстве пенопласта и т.д.

Кислотные дожди. Их вызывают:

Последствия кислотных дождей: болеют и засыхают леса, гибнет рыба в озерах, подкисляются почвы, затем снижаются урожаи, разъедаются кирпич, бетон, мрамор, металл переходят в растворы ионы тяжелых металлов

Основные этапы развития международного экологического сотрудничества: Стокгольмская конференция ООН по окружающей среде и развитию (1972) приняла Стокгольмскую декларацию и создала ЮНЕП Генеральная ассамблея ООН приняла Всемирную Хартию Природы (ВХП) (1982) Конференция ООН по окружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро, 1992г.) приняла Концепцию устойчивого развития