Презентация "Прикладная экология. Основные направления" - скачать презентации по Экологии онлайн

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: ТЕХНОСФЕРА

Содержание слайда: Сравнение биосферы и техносферы

Содержание слайда: СОСТАВЛЯЮЩИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ КОНЦЕПТУАЛЬНОЕ (ОСНОВНОЕ) УРАВНЕНИЕ Гридела-Алленби Рост численности населения Земли: Начало IV тысячелетия до н.э. – 100 млн. человек 1000 лет до н.э. – 300 млн. человек 1500 год – 425 млн. человек 1850 год – 1169 млн. человек 1900 год – 1630 млн. человек 1950 год – 2527 млн. человек 2000 год – 6083 млн. человек 2012 год – 8000 млн. человек 2050 год – 10000 млн. человек Изобилие обычно характеризуется величиной ВВП, ВНП, ВМП Экспоненциальный рост мировой экономики свидетельствует об экспоненциальном росте изъятия природных ресурсов. На 20% самого богатого населения мира приходится 86% общей суммы личных расходов, потребление 58% мировой энергии, 45% мяса и рыбы, 84% бумаги, наличие 87% личных автомобилей Технологии Экологическая состоятельность применяемых технологий оценивается по степени воздействия на окружающую среду в расчете на единицу ВВП

Содержание слайда:

Содержание слайда: Техногенный материальный баланс Из 120 Гт ископаемых материалов и биомассы, мобилизуемых за год мировой экономикой, только 9 Гт (7,5%) преобразуется в материальную продукцию в процессе производства. Более 80% этого количества возвращается в основные фонды производства. Только 1,6 Гт составляют личное потребление людей, причем 2/3 этой массы относится к нетто-потреблению продуктов питания. Из окружающей среды все люди потребляют 3,6 Гт питьевой воды и 1,2 Гт кислорода. В атмосферу возвращается 1,6 Гт выдыхаемых углекислого газа и паров воды; при этом выделяется 18 ЭДж теплоты. В водоемы и на поверхность земли от людей поступает 4Гт жидких и 0,8 Гт твердых отходов. Материальный нетто-баланс человечества как биологического вида необычайно велик, во много раз превосходит материальный бюджет любого другого вида животных, но в целом почти вписывается в глобальный биотический круговорот и создает лишь часть современных экологических проблем. Наиболее серьезные проблемы связаны с потреблением биоресурсов, энергетикой и промышленным производством.

Содержание слайда:

Содержание слайда: Наиболее серьезно вмешательство техногенеза в биосферный обмен органических веществ. По закону распределения вновь образовавшегося органического вещества между разными группами гетеротрофных организмов для крупных консументов допустимо изъятие не более 1% ежегодной продукции биосферы («правило одного процента»). Человек, ставший самым мощным в природе конечным консументом, во много раз, почти на порядок превысил естественный норматив. Наиболее важным отличием техногенного массообмена от биологического круговорота является то, что техносферный круговорот веществ существенно разомкнут и в количественном, и в качественном отношении. Поскольку техногенный массообмен составляет заметную часть глобального круговорота веществ, своей разомкнутостью он нарушает необходимую высокую степень замкнутости биотического круговорота, которая выработана в длительной эволюции и является важнейшим условием стационарного состояния биосферы. Это означает очень серьезное нарушение биосферного равновесия. Таким образом, современная техносфера не только вытесняет и замещает биосферу, но и нарушает средорегулирующую функцию биосферы.

Содержание слайда: ПРИРОДНЫЕ РЕСУРСЫ КАК РЕСУРСЫ ТЕХНОСФЕРЫ Ресурсы – это вещества, материалы, силы и потоки вещества, энергии и информации, которые: 1) образуют входные звенья природных или хозяйственных циклов, являются их необходимыми участниками и в связи с этим – носителями функции полезности; 2) имеют измеряемое количественное выражение: массу, объем, плотность, концентрацию, интенсивность, мощность, стоимость; 3) при изменениях во времени подчиняются фундаментальным законам сохранения. Ресурсы естественные (природные) – важнейшие компоненты окружающей человека естественной среды, используемые для удовлетворения материальных, энергетических и культурных потребностей общества (ресурсы животного мира, земельные, лесные, водные, рекреационные, эстетические и др.). Они весьма разнообразны, в том числе и по возможностям их применения в быту. Необходимо помнить, что большинство ресурсов – это прежде всего ресурсы для живой природы, а не только для человека. Кроме того, с экологической точки зрения по отношению к живой природе значительная часть ресурсов недр, используемых человеком (уголь, нефть, ртуть, уран и др.), не может считаться ресурсами, так как при этом извращается функция их биологической полезности.

Содержание слайда:

Содержание слайда: Классификация природных ресурсов

Содержание слайда: Природные ресурсы можно классифицировать и по другим признакам: – по их использованию: производственные ресурсы (сельскохозяйственные, промышленные), рекреационные, эстетические, научные и др.; – по заменимости: заменимые (например, ископаемое топливо можно заменить энергией Солнца, ветра) и незаменимые (кислород воздуха для дыхания, пресная вода для питья). Деление по признаку использования условно, так как один и тот же ресурс (например, вода в озере) может быть использован как для промышленных и рыбоводческих нужд, так и для рекреационных целей. Однако при этом часто действует правило интегрального ресурса, согласно которому использование его в одних целях затрудняет или полностью исключает использование в других. Так, если в водоем спускаются отходы промышленного производства, то это затрудняет использование его в питьевых целях или для разведения рыбы. При осуществлении хозяйственной деятельности важно иметь достаточно полную информацию о ресурсообеспеченности и природоемкости производства. Ресурсообеспеченность – это соотношение между величиной природных ресурсов и размерами их использования. Она выражается либо количеством лет, на которое должно хватить данного ресурса, либо его запасами из расчета на душу населения. О ресурсообеспеченности нельзя судить только по размерам запасов, – надо учитывать интенсивность потребления их самим обществом.

Содержание слайда: Природоемкость производства – совокупный ущерб, который наносится природным объектам и ресурсам, состоянию окружающей среды строительством и эксплуатацией хозяйственных объектов, их отходами и продукцией. Хотя человечество на протяжении всей своей истории сталкивается с ограниченностью природных ресурсов, оно до сих пор не осознало последствий их безграничного использования. Ни на макро-, ни на микроуровнях в экономике не используется показатель природоемкости. В настоящее время экономика мирового хозяйства чрезвычайно природоемка, что и обусловливает истощение природных ресурсов (Акимова, Кузьмин, Хаскин, 2007). Для учета имеющихся природных ресурсов в каждом цивилизованном государстве существуют Кадастры природных ресурсов – своды экономических, экологических, организационных и технических показателей, характеризующих количество и качество природных ресурсов, состав и категории природопользователей. Кадастры представляются по видам природных ресурсов, периодически обновляются, данные кадастровой оценки применяют при планировании использования ресурса, для оценки степени рациональности использования, при определении платежей за ресурс.

Содержание слайда: Потребление энергетических ресурсов в мире («Планета Земля», 2007)

Содержание слайда: Площадь земель, не затронутых хозяйственной деятельностью (%)

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Количество видов позвоночных, находящихся под угрозой полного исчезновения, по регионам (ГЭП-3, 2004)

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ МИРОВОГО ОКЕАНА

Содержание слайда:

Содержание слайда: ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ РАЗРАБОТКИ НЕДР

Содержание слайда:

Содержание слайда: Экологические кризисы в развитии биосферы и цивилизаций (по Н.Ф. Реймерсу, 1992 с изменениями)

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Универсальные территориальные экологические нормативы, предназначенными для регламентации хозяйственной деятельности Экологическое нормирование – совокупность проблем, связанных с определением нормы экосистем, изучением их антропогенных трансформаций и нахождением предельных величин нагрузок. Экологическая техноемкость (ЭТТ) – количественно соответствует максимальной техногенной нагрузке, которую может выдержать и переносить в течение длительного времени совокупность реципиентов и экосистем без нарушения их структурно-функциональных свойств. Предельно допустимая техногенная нагрузка (ПДТН) – величина максимального нарушения естественной среды территории в результате изъятия природных ресурсов и загрязнения среды, не выходящая за пределы ЭТТ.

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Для водных объектов одновременно с ПДК используется другой ограничительный норматив – лимитирующий показатель вредности (ЛПВ), который не имеет количественной характеристики, а отражает приоритетность требований к качеству воды. Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод выделяют три вида ЛПВ: санитарно-токсикологический – характеризует токсическое действие вещества на организм человека и водных животных; общесанитарный – характеризует влияние, оказываемое веществом на общесанитарное состояние водного объекта, в частности, на скорость протекания процессов самоочищения; органолептический – характеризует способность вещества менять органолептические, т.е. оцениваемые органами чувств человека свойства воды (запах, вкус, цвет, появление пены). Суть ЛПВ заключается в том, что загрязняющие вещества могут оказывать на водные экосистемы и здоровье человека неблагоприятное воздействие нескольких видов, каждое из которых характеризуется своей безопасной концентрацией. То из воздействий, безопасная концентрация для которого минимальна, и является лимитирующим.

Содержание слайда: На основании величин ПДК вычисляются значения предельно допустимых эмиссий – предельно допустимые выбросы в атмосферу (ПДВ), предельно допустимые сбросы в водоемы (ПДС) тех или иных веществ. При этом учитываются характеристики источников и условия распространения эмиссий. Например, для того, чтобы в ближайшем к заводским трубам жилом квартале города при наименее благоприятных условиях рассеивания не превышались ПДК аэрополлютантов, нужно ограничить выброс этих веществ постоянной предельной величиной – ПДВ. ПДВ и ПДС уже непосредственно регламентируют интенсивность и качество технологических процессов, являющихся источниками загрязнения. и приобретают свойство экологических нормативов. Сверхнормативные эмиссии влекут за собой экономические и административные санкции. Часто бывает, однако, что предприятие по техническим причинам не может соблюдать предписанные ему ПДВ, санкции безрезультативны, а сокращение или остановка производства чревата экономическими и социальными коллизиями.

Содержание слайда: В таких случаях применяется практика временного согласования выбросов и стоков, причем чаще всего на уровне фактических эмиссий. «Временно согласованные» выбросы и стоки (ВСВ и ВСС) по существу являются свидетельством отказа от нормирования и приводят к ухудшению экологической обстановки. Но и соблюдаемые ПДВ и ПДС не удовлетворяют многим требованиям экологического нормирования, так как существуют серьезные сомнения в пригодности ПДК в качестве основы нормативов. Вообще частно-нормативный подход не соответствует потребностям решения экологических проблем: 1) далеко не для всех реальных загрязнителей установлены ПДК; 2) нет ПДК для множества разнообразных сочетаний различных агентов; возможные взаимодействия между ними, образование вторичных продуктов и совмещенные эффекты не позволяют рассчитать «комплексы» ПДВ; 3) ПДК одного и того же вещества для ценных растений и животных могут быть существенно меньше, чем для человека; 4) большинство ПДВ рассчитываются на основании максимальных разовых ПДК, которые могут быть на порядок выше среднесуточных.

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Критерии оценки степени загрязнения атмосферного воздуха по максимально-разовым концентрациям

Содержание слайда: Критерии оценки степени загрязнения атмосферного воздуха по среднесуточным концентрациям

Содержание слайда: ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ЭКОСФЕРЫ И ЕЕ КОМПОНЕНТОВ Эколого-экономическая система – это ограниченная определенной территорией часть техносферы, в которой природные, социальные и производственные структуры и процессы связаны взаимоподдерживающими потоками вещества, энергии и информации (Акимова, Хаскин, 1999–2000). В инженерной экологии довольно широко употребляется понятие «природно-техногенный комплекс» (ПТК), или «природно-техническая система» (ПТС), под которой понимают совокупность природных и искусственных объектов, сформировавшуюся на какой-то территории в результате строительства и эксплуатации промышленных комплексов, инженерных сооружений и технических средств, взаимодействующих с компонентами природной и социальной среды (Стадницкий, Родионов, 1997). ЭЭС представляют собой сочетание совместно функционирующих экологической и экономической систем, обладающих эмерджентными свойствами. Экосистема – это совокупность живых организмов, так взаимодействующих со средой обитания, что поток энергии создает устойчивую структуру и круговорот веществ между живой и неживой частями системы. Экономическая система – это организованная совокупность производительных сил, которая преобразует входные материально-энергетические потоки природных и производственных ресурсов в выходные потоки предметов потребления и отходов производства. Таким образом, часть материальных элементов экологической системы, в том числе и элементов среды обитания человека, используется как ресурс экономической системы (Акимова, Кузьмин, Хаскин, 2007).

Содержание слайда: Схема основных материальных потоков в ЭЭС Вход производства Продукция Эффективность производства Потребление Поток изъятия ресурсов Сумма отходов экономической подсистемы Общая отходность производства Ущерб от загрязнения

Содержание слайда: Сумма U = Un + Um представляет собой общий убыток экологической подсистемы, обусловленный ее взаимодействием с экономической подсистемой. Соотношение между промежуточными и конечными потоками загрязнений и их совокупный ущерб зависят не только от их массы и химического состава, но и от видового состава, биомассы, плотности реципиентов, продуктивности и устойчивости экосистемы, в частности, по отношению к техногенным воздействиям. Эти качества в наибольшей мере зависят от входного потока обновления биогеохимического круговорота Ii, его продуктивной емкости Nr и масштаба деструкции D. Круговороты обеих подсистем ЭЭС образуют вместе своего рода технобиогеохимический круговорот, а всю ЭЭС можно обозначить как технобиогеоценоз. Потокам вещества в ЭЭС могут быть приписаны константы равновесия и скорости, что позволяет осуществить кинетический анализ системы и выявить условия ее уравновешивания и стабильности. Так, аппроксимация принципа сбалансированности в терминах рассмотренной системы имеет вид:   Rn + Cn + LKW = U  Ii + Wa – D Это означает, что в сбалансированной эколого-экономической системе совокупная антропогенная нагрузка не должна превышать самовосстановительного потенциала природных систем.

Содержание слайда: Для экосферы и ее частей - биомов, регионов, ландшафтов, т.е. более или менее крупных территориальных природных комплексов, включая и административные образования, основным критерием экологической безопасности может служить уровень эколого-экономического, или природно-производственного паритета, т.е. степени соответствия общей техногенной нагрузки на территорию ее экологической техноемкости - предельной выносливости по отношению к повреждающим техногенным воздействиям. Введем основной критерий безопасности и связанные с ним понятия: U  Tэ U - природоемкость производственного комплекса территории, т.е. совокупность объемов хозяйственного изъятия и поражения местных возобновимых ресурсов, включая загрязнение среды и другие формы техногенного угнетения реципиентов, в том числе и ухудшение здоровья людей; Тэ - экологическая техноемкость территории (ЭТТ) - обобщенная характеристика территории, отражающая самовосстановительный потенциал природной системы и количественно равная максимальной техногенной нагрузке, которую может выдержать и переносить в течение длительного времени совокупность всех реципиентов и экологических систем территории без нарушения их структурных и функциональных свойств.

Содержание слайда: Экологическая техноемкость территории является только частью полной экологической емкости территории. Последняя определяется: а) объемами основных природных резервуаров - воздушного бассейна, совокупности водоемов и водотоков, земельных площадей и запасов почв, биомассы флоры и фауны; б) мощностью потоков биогеохимического круговорота, обновляющих содержимое этих резервуаров, - скоростью местного массо- и газообмена, пополнения объемов чистой воды, процессов почвообразования и продуктивностью биоты. Если трем компонентам среды обитания - воздуху, воде и земле (включая биоту экосистем и совокупность реципиентов) приписать соответственно индексы 1, 2 и 3, то ЭТТ может быть приближенно вычислена по формуле:   3 Tэ = Еi . Хi .i i = 1   где Tэ - оценка ЭТТ, выраженная в единицах массовой техногенной нагрузки (усл.т/год); Еi - оценка экологической емкости i-ой среды (т/год); Хi - коэффициент вариации для естественных колебаний содержания основной субстанции в среде; i - коэффициент перевода массы в условные тонны (коэффициент относительной опасности примесей - усл.т/т).

Содержание слайда: Экологическая емкость каждого из трех компонентов среды рассчитывается по формуле: Е = VCF, где V - экстенсивный параметр, определяемый размером территории, площадь или объем ( км2, км3); С - содержание главных экологически значимых субстанций в данной среде (т/км2, т/км3); например СО2 в воздухе или плотность распределения биомассы на поверхности земли; F - скорость кратного обновления объема или массы среды (год-1). Для отдельных экологических систем главными критериями безопасности выступают целостность, сохранность их видового состава, биоразнообразия и структуры внутренних взаимосвязей. От этого зависит стабильность трофических связей, внутренних взаимодействий между структурными компонентами экосистемы и ее продуктивность. Критерием безопасности (устойчивости) отдельной популяции в составе экосистемы может служить выражение: sr  2r, где r - репродуктивный потенциал, sr - дисперсия его отклонений от среднего уровня. При sr > 2r резко возрастает вероятность деградации и вымирания популяции.

Содержание слайда: Общая схема контроля загрязнения окружающей среды 1–5 – этапы воздействия и откликов; А – уровень процессов; Б – уровень контроля и коррекции; В – уровень оценок и принятия решений; Г – уровень нормативов. Минимальный контур практического регулирования обозначен светлыми стрелками

Содержание слайда: Схема пути загрязнителя с указанием пунктов стандартизации и контроля (по Т. А. Акимовой, А. П. Кузьмину, В. В. Хаскину, 2007)

Содержание слайда: Структура банка эколого-экономической информации в системе управления эколого-экономической системой (по Т. А. Акимовой, А. П. Кузьмину, В. В. Хаскину, 2007)

Содержание слайда: