К нормативам платы Федеральным законом от 23 декабря 2003 г. № 186-ФЗ установлен коэффициент индексации платы равный 1,1.

 

Таблица 2.2 Нормативы платежей за выбросы загрязняющих ве­ществ в атмосферный воздух от передвижных ис­точников

 

Виды топлива	Нормативы платежей за выбросы загрязняющих веществ образующихся от сжигания 1т топлива, р.
Дизельное	2,5
Бензин этилированный	2,2
Бензин неэтилированный	1,3
Керосин	2,5
Моторное топливо	1,4

КРУГОВОРОТ КИСЛОРОДА

 

Кислород, самый распространенный элемент, без которого не­возможна жизнь на Земле. Он составляет 47,2% от массы земной ко­ры в виде оксидов металлов и неметаллов. Его содержание в возду­хе составляет 20,95% по объему или 1,2∙10⁵ т. В воде морей и океанов растворено от 2,7 до 10,9 млн. м³ кислорода.

Единственный процесс, который приводит к продуцированию кислорода - это фотосинтез его растениями-продуцентами (≈ 3∙10¹¹ т/год). Однако расход О₂ на техногенную деятельность человека очень велик: на сжигание топлива используют до 15 млрд. т, на окисление металлов - 135 млн. т. При увеличении сжигания топлива на 5% ежегодно через 150 - 200 лет содержание свободного кисло­рода может снизиться до критического для живых организмов преде­ла.

Очень важное значение для всего живого на Земле имеет озоналлотропное видоизменение кислорода (О₃). Благодаря существо­ванию на высоте 12-14 км озонового слоя к поверхности Земли не проникают губительные для жизни организмов ультрафиолетовые лучи. Они поглощаются озоновым слоем;

При промышленных выбросах в атмосферу оксидов азота и хлорфторуглеродов, которые катализируют реакцию разрушения озона

О^- + О₃ = 2О₂,

скорость ее резко возрастает и концентрация озона уменьшается, таким образом уменьшается защитный слой озона в стратосфере.

Информацию о толщине (концентрации) этого слоя можно полу­чить, используя спектральные методы. При этом используют зависи­мость интенсивности почернений линий спектра от концентрации озона, которая выражается эмпирической формулой Ломакина-Шейбе:

I = а∙С^в,

где а и в - коэффициенты, не зависящие от концентрации С.

Это линейная зависимость в координатах ln I = f (lnС):

ln I = lnа + в∙lnС.

В простейшем случае в = 1 и тогда I = а∙С.

Для этого строим калибровочную кривую, используя искусствен­но приготовленные пробы с различной концентрацией озона (макси­мальная концентрация О₃ в стратосфере составляет ~ 0,5 ррm - 0,5 объема О₃ на миллион). Принимая максимальную степень почернения линий характеристического спектра за 100%, строим калибровочный график по данным спектрального анализа проб.

I,%....0 20 40 60 80 100

С,ррm... 0 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50

Снимая спектр озона в стратосфере, можно судить о состоянии озонового слоя и о прохождении ультрафиолетовых лучей к поверх­ности Земли. Например: обработка фотоснимка показала, что интен­сивность почернений линий спектра равна 50%. Это, согласно калибровочному графику, указывает на уменьшение концентрации озо на в два раза и, соответственно, такой слой уже пропускает ультрафиолетовые лучи.

Большое значение, как лимитирующий факторводной экосисте­мы, имеет концентрация растворенного в воде кислорода. При ее уменьшении останавливается развитие или прекращают свое сущест­вование популяции, живущие в этой экосистеме. Информацию о ка­честве воды дают такие общепринятые параметры:

БПКполн - биологическая потребность вкислороде;

ХПК - химическое потребление кислорода;

СА - суммарное содержание азота.

Это значит, что если в водную экосистему произошел сброс стоков с биологически или химически активными веществами, потребляющими кислород, то в ней уменьшится концентрация кислорода. В зависи­мости от состояния водной экосистемы существует допустимый сброс загрязняющих веществ, не приводящий к гибели водных популяций, на которые предприятия платят штраф на проведение мероприятий по его очистке. При превышении предельно допустимого сброса оплата (штраф) существенно увеличивается.

Например: сырзавод сбрасывает сточные воды в количестве 400 м³/сутки с предельно допустимым БПК_Полн = 40 мг/л. Норматив пла­тежей за сброс 1 т загрязняющего вещества, не превышающий предель­но допустимый сброс, составляет 146 р., за превышение предельно допустимого сброса - 774 р./т. Определить платежи предприятия за квартал, если в этот период из-за неработающей системы очистки БПКполн составлял 100 мг/л.

Расчет ущерба окружающей среде проводится по формуле:

У =m₁∙n∙С_ПДС + m₂∙n∙Сппс,

где У - экологический ущерб (штраф предприятия), р.;

m₁ - масса загрязняющего вещества при предельно допустимом сбросе (ПДС), т;

m₂ - масса загрязняющего вещества при превышении предельно допустимого сброса (ППС), т;

n - количество дней работы завода;

Спдс - нормативные платежи за 1т загрязненийпри ПДС;

Сппс - нормативные платежи за 1т загрязнений при ППС.

При попадании в водную экосистему нитратови нитритоврезко возрастает численность и рост сине-зеленых водорослей. При уве­личении расхода кислорода на их аэробное дыхание уменьшается ко­личество растворенного кислорода, необходимого дляразвития дру­гих популяций экосистемы. Плата за сброс таких сточных вод определяется так же, как и в предыдущем примере. Нормативы платежей представлены в табл. 2.3.

 

Таблица 2.3. Нормативы платежей за сброс загрязняющих веществ в водные объекты

 

Название загрязняющих веществ	Нормативы платежей за сброс 1т загрязняющих веществ, р.
ПДС	ППС
Азот аммонийный Нитрит-ионы Нитрат-ионы	6,9	34,5

КРУГОВОРОТЫ АЗОТА И СЕРЫ

 

Человечество долго не осознавало ту большую опасность, кото­рая возникла в результате индустриального бума в XX веке. Посто­янная потребность в источниках энергии (электростанции, котель­ные, двигатели внутреннего сгорания) вошла в противоречие с эко­логической ситуацией - антропогенное вмешательство в природные круговороты привело к появлению такого глобального процесса, как "кислотные дожди".

Кислотные дождив первую очередь действуют на листву, при этом важным показателем является рH дождя или тумана (например, уже при рН = 2 растения подвергаются значительным повреждениям). В случае действия кислотных дождей на почвенную систему важнее общее количествовыпавших осадков, которое способствует закислению почвы, усиливает коррозию и выветривание материалов, опреде­ляет скорость ионообменных процессов. В водных экосистемах вода находится в равновесии с окружающим воздухом, насыщенным углекислым газом, что приводит к образованию угольной кислоты с рН = 5,6. Это состояние можно считать исходным для определения кис­лотности природной воды.При рН = 5,4 отмечается интенсивное развитие зеленыхводорослей. Однако при дальнейшем закислении(рН = 5) обильно развиваются сине-зеленые водоросли, вытесняющие водоросли других типов, резко снижается популяция рыб и при рH < 5 поддержание их популяции становится практически невозможно.

 

2.4. Нормативные платежи за выбросы загрязняющих веществ от стационарных источников

 

Наименование загрязняющих веществ	Нормативы платежей завыброс 1т, р.
Предельно допустимый выброс	Превышение предельно допустимого выброса
Оксиды авота (NOх) Ангидрид серный (SO3) Ангидрид сернистый (SO2) Озон	52 21 68,3	341,5

 

Промышленные выбросы в атмосферу значительно превышают предельно-допустимые концентрации, особенно в больших городах, где уровни загрязнений во много раз выше. По данным ВОЗ, 80% всех болезней обусловлены экологической напряженностью. Финансовый ущерб в России от потери трудоспособности ежегодно исчисляется миллиардами рублей.

Нормативные платежи раз­личны при норме предельно допустимого выброса и превышении этой нормы (табл. 2.4).

Порядок нормирования выбросов (сбросов) устанавливается в соответствии с "Инструкцией по нормированию выбросов (сбросов) загрязняющих веществ в атмосферу и в водные объекты", утвержденной в 1989 году, "Рекомендациями по оформлению и содержанию проекта нормативов предельно допустимых выбросов в атмосферу (ПДВ) для предприятий" выпущенными в 1989 году и "Методикой расчета предельно допустимых сбросов (ПДС) веществ в водные объекты со сточными водами", рекомендованной в 1991 году.

Предельно допустимые концентрации (ПДК) для воздушной среды населенных мест приведены в табл. 2.5.

 

Таблица 2.5. Предельно-допустимые концентрации для воздушной среды населенных мест

Вещество	ПДК, мг/м3
Максимальная разовая	Среднесуточная
Диоксид азота	0,085	0,085
Аммиак	0,20	0,20
Серная кислота	0,30	0,10
Диоксид серы	0,50	0,05
Оксид углерода	3,00	1,00
Сажа (копоть)	0,15	0,05
Пыль нетоксичная	0,50	0,15

 

Частично ущерб природе от кислотных дождейможно учесть в виде затрат производителя на возвращение почве плодородия. Нап­ример,если после кислотного дождя рН почвы составил 4,4, то для доведения почвы, занятой под производство сельхозпродукции, до нормальной рН требуется известкование.Оценку ущерба проводят по уравнению:

У = S∙ Д ∙С

где У – ущерб, р;

S - площадь поля, м²;

Д - количество извести (СаО), кг/м²; принимается, что доза 0,05 кг СаО изменяет рН почвы на 0,1 единицы;

С - стоимость 1кг СаО (0,50 руб/кг в ценах 1991 г.).

Ущерб от загрязнения воздушнойсреде состоит из двух видов платежей: 1) за выбросы в пределах ПДК (ПДВ)и 2) за выбросы, превышающие ПДК (ППВ).Например,тепловая электростанция содер­жит в выхлопных газах следующие загрязняющие вещества: оксиды азота с концентрацией 0,200 мг/м³ и диоксид серы с концентрацией 0,300 мг/м³. Объем выхлопных газов составляет 500 тыс. м³/ч. Оценку экологического ущерба за расчетное время работы станции проводят по уравнению:

У = m_пдв∙n∙C_пдв + m_ппв∙n∙С_ппв,

где У - ущерб, нанесенный природе от выброса каждого компонен­та загрязнений, р.;

m_пдв - масса загрязнителя впределах ПДВ (равная ПДК), т;

m_ППВ - масса загрязнителя, превышающая ПДВ (разность между реальным выбросом и m_пдв), т;

п - количество дней работы станции;

С _пдв - платежи за выбросы в пределах ПДК (ПДВ), р.;

С_ппв - платежи за выбросы, превышающие ПДК (ППВ), р.

Расчетпроводят по каждому компоненту загрязнений и после суммирования определяют плату за экологический ущерб предприятия.

 

2.4. КРУГОВОРОТ ФОСФОРА

Фосфор, главным образом в виде фосфат-ионов (РО₄^3- и НРО₄^-), является важнейшим питательным элементом как для растений, так и для животных. Он входит в состав молекул ДНК, несущих генетичес­кую информацию; молекул АТФ и АДФ, в которых запасается необхо­димая для организмов химическая энергия, используемая при кле­точном дыхании; молекул жиров, образующих клеточные мембраны в растительных и животных клетках; а также веществ, входящих в состав костей и зубов животных.

Таблица 2.6. Нормативы платежей за сброс загрязняющих ве­ществ в водные объекты и на рельеф местности

 

Наименование   загрязняющих веществ	Нормативы платежей за сброс 1т загрязняющих веществ, р.
Предельно допустимый сброс	Превышение предельно допустимого сброса
ОП-7 полиэтиленгликолевые эфиры моно - и диалкилфенолов
ОП-10 смесь моно - и диалкилфеноловых эфиров полиэтиленгликоля
Фосфаты (по фосфору)
Аммиак (по азоту)
Взвешенные вещества (к фону)

В этом круговороте осадочного типафосфор медленно переме­щается из фосфатных месторождений на суше и мелководных океани­ческих осадков к живым организмам и затем обратно.

Животные получают необходимый им фосфор, поедая растения или растительноядных животных. Значительная часть этого фосфора в виде экскрементов животных и продуктов разложения мертвых жи­вотных и растений возвращаются в почву, в реки и на дно океана в виде нерастворимых фосфатных осадочных пород.

Вмешательство человека в круговорот фосфора сводится, в ос­новном, к двум вариантам:

- добыча больших количеств фосфатных руд для производства минеральных удобрений и моющих средств;

- увеличение избытка фосфат-ионов в водных экосистемах при попадании в них загрязненных стоков с животноводческих ферм, смытых с полей фосфатных удобрений, а также очищенных и неочищенных коммунально-бытовых стоков. Как и в случае с нитрат-иона­ми и ионами аммония, избыток этих питательных веществ способствует "взрывному" росту сине-зеленых водорослей и других водных растений, что нарушает жизненное равновесие в водных экосистемах. Плата за ущерб, нанесенный водным экосистемам, проводится согласно нормативам платежей за сброс загрязняющих веществ в водные объекты и на рельеф местности.

Плата проводится раздельно за предельно допустимый сброс загрязняющих веществ (ПДС) и за его превышение (ППС) по уравне­нию:

У = m_пдс∙n∙C_пдс + m_ппс∙n∙С_ппс

где m_пдс и m_ппс- соответственно масса допустимого сброса заг­рязнений и превышающая допустимый сброс, т;

п - количество дней работы предприятия;

У - плата за ущерб, р.

Примером может быть оценка экологического ущерба предприя­тия, имеющего в сточных водах моющие средства. Рассчитывается масса моющего - средства и, определив m_пдс из расчета предель­но допустимой концентрации С - 0,05 мг/л вычисляется m_ппс. Ис­пользуя данные таблицы нормативных платежей и время работы предприятия, вычисляется ущерб У.

Если разрешение на сброс загрязняющих веществ от природоох­ранных органов не было получено и не оформлено соответствующим образом, то вся масса загрязняющих веществ рассматривается как превышающая допустимый сброс. Например: определить экологический ущерб за смыв дождями в водную экосистему 20 т фосфорных удобре­ний (в пересчете на Р) в результате плохого их хранения.

Расчет проводится по уравнению:

У = m∙С_ппс.

МИГРАЦИОННЫЕ ЦИКЛЫ

 

Около 30 элементов, и их соединений, необходимых для жизни в небольших или незначительных количествах, называют питательными микроэлементами.Это железо, медь, цинк, хлор, йод и прочие. Они в небольших количествах участвуют во всех круговоротах.

Появление гигантских свалок, полигонов, шламонакопителей, золоотвалов, сброс загрязненных сточных вод и др. привело к то­му, что вклад антропогенной деятельности имеет один порядок с природной миграцией или, в некоторых случаях, значительно превы­шает последний. Это, согласно третьему закону экологии,влечет за собой непредсказуемые последствия для всех биотических (жи­вых) компонентов экосистем, в том числе и людей.

Одним из примеров такого загрязнения может служить сброс тяжелых металлов в процессах нанесения гальванических покрытий. Такие участки или цеха имеют практически все предприятия. Состав этих загрязнений, предельно допустимые концентрации сброса (ПДС) и нормативные платежи представлены в табл. 2.7.

 

Таблица 2.7. Состав загрязнений, ПДС и нормативные платежи за сброс сточных вод гальванического производ­ства

 

Вещество	Концентрация загрязнителей, мг/л	ПДС, мг/л	Нормативная плата, р./т
Cпдс	Сппс
Fе (общ)		2,20
Сг6+		0,008
Cd2+	1,0	0,04
Zn2+	7,5	0,006
Ni2+	4,0	0,02
Сu2+	1,0	0,009
ПАВ	-	0,05

 

Рассчитав экологический ущерб, наносимый водной. экосистеме, по уравнению

у = m_пдс∙n_∙ Спдс + m_ппс∙n_∙Сппс

можно оценить прибыль предприятия, равную разности нормативных платежей за сброс загрязненных сточных вод и сточных вод с нор­мами ПДСв случае постройки очистной установки.

КРУГОВОРОТ ВОДЫ

В этом процессе происходит очистка, накопление и перерас­пределениепланетарного запаса воды. Солнечная энергия и земное притяжение непрерывно перемещают воду между океанами, атмосфе­рой, сушей и живыми организмами. Важнейшими процессами этого круговорота являются испарение, конденсация ларов, осадки (дождь, град, снег) и сток воды с суши в моря и океаны для во­зобновления цикла. Это вызывает эрозию почв, которая приводит к миграции различных химических веществ в рамках других биогеохи­мических циклов.

Значительная часть возвращающейся на сушу воды просачивает­ся глубоко в грунт. Там происходит накопление грунтовых вод в водоносных горизонтах - подземных резервуарах, расположенных как внутри, так и между различными формациями горных пород. Подзем­ные источники и водотоки в итоге возвращают воду на поверхность суши и в реки, озера, ручьи - откуда она вновь испаряется или стекает в океан. Циркуляция подземных вод происходит несравненно медленнее, чем циркуляция поверхностных и атмосферных вод.

Человек вмешивается в круговорот воды двумя способами:

1. Забор больших количеств пресной воды из рек, озер и во­доносных горизонтов. В густозаселенных или интенсивно орошаемых районах водозабор привел к истощению запасов грунтовых вод или к вторжению океанической соленой воды в подземные водоносные гори­зонты.

2. Сведение растительного покрова суши в интересах развития сельского хозяйства, при добыче полезных ископаемых, строитель­стве дорог, жилья и других видов деятельности. Это приводит к уменьшению просачивания поверхностных вод под землю, что сокра­щает пополнение запасов грунтовых вод, увеличивает риск наводнений и повышает интенсивность поверхностного стока, тем самым усиливая эрозию почв.

Несмотря на то, что за пользование пресной водой установле­на плата (1,5 к./м³ в ценах 1991г.), ее использование на техни­ческие нужды непрерывно увеличивается. Многие предприятия могли бы значительно сократить расходы и снизить нагрузку на окружаю­щую среду, если бы ввели в технологические процессы внутренние водооборотные циклы. Экономический эффект от внедрения этого процесса можно рассчитать на примере эксплуатации очистной уста­новки сточных вод гальванопроизводства с водооборотным циклом (данные для расчета представлены в табл. 2.7). При таком процес­се экономический и экологический эффект получается в результате отсутствия платежей за водозабор, а также за прекращение сброса сточных вод.

 

3. ВОПРОСЫ К ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАНЯТИЯМ И КОНТРОЛЬНЫМ ЗАДАНИЯМ ПО КУРСУ "ЭКОЛОГИЯ"

 

1. Предмет, цели и объекты, изучаемые экологией. Методы экологических исследований.

2. Понятие о популяции. Что отражают статистические и динамические показатели популяции? Какие экологические причины вызывают саморегуляцию плотности популяции.

3. Какие причины вызывают рост численности популяции по экспоненте и по логистической кривой? Проанализируйте экспоненциальный рост населения на нашей планете. По какому уравнению рассчитывают время удвоения численности населения?

4. Какие глобальные, социальные, экономические и экологические проблемы возникли в связи с ростом народонаселения?

5. Проанализируйте демографические пирамиды в развитых и развивающихся странах. Что может произойти с человеческой популяцией, если ее численность достигнет предельной биологической емкости (12 — 15 млрд человек)?

6. Какими факторами ограничен рост человеческой популяции?

7. Дайте определение природным ресурсам. Как классифицируют природные ресурсы по различным признакам?

8. Сравните разницу в среднедушевом доходе ВНП между более и менее развитыми странами. Сравните отношение этих стран к природным ресурсам. К каким эколого-экономическим проблемам это приводит?

9. Что такое ресурсообеспеченность? Индекс использования природных ресурсов.

10. Принципы безотходного и малоотходного производств и замкнутого водооборота. Ресурсный цикл.

11. Принципы рационального использования природных ресурсов.

12. Принципы охраны природных ресурсов.

13. Какими методами можно увеличить потенциал использования невозобновимых ресурсов?

14. По какому закону происходит потребление ресурсов? Приведите пример и формулу для расчета периода истощения ресурсов.

15. Понятие об окружающей среде. Факторы окружающей среды; их классификация.

16. Законы минимума Либиха и толерантности Шелфорда. Лимитирующие факторы окружающей среды.

17. Экологическая ниша. Принципы: «взаимоисключения Гаузе» и «заполняемости». Практическое значение этого понятия.

18. Что описывает диапазон толерантности (экологической валентности)? Как подразделяют живые организмы по ширине диапазона их толерантности.

19. Понятия: «экосистема», «биогеоценоз» и «нообиогеоценоз». Соотношение этих понятий.

20. Классификация экосистем по различным признакам. Приведите примеры.

21. Продуктивность экологических систем; ее виды.

22. Потоки вещества и энергии в экологических системах и в биосфере. (Ответ обоснуйте на основе 1 и 2 начал термодинамики).

23. Пищевые цепи; их типы. Виды экологических пирамид.

24. Виды взаимосвязей в экологических системах.

25. Горизонтальная и вертикальная структура экологических экосистем.

26. Факторы, определяющие устойчивость экологических систем.

27. Факторы, определяющие динамику (развитие) экологических систем.

28. Что называется сукцессией? Назовите виды сукцессий. Приведите примеры.

29. Круговорот веществ в природе; их типы. Дайте общую характеристику каждого типа.

30. Опишите круговороты кислорода и углерода в природе. Антропогенное

вмешательство в эти круговороты и его экологические последствия.

31. Вода в природе. Опишите круговорот воды в природе. Антропогенное

вмешательство в этот круговорот и его экологические последствия.

32. Азот в природе. Опишите круговорот азота в природе. Антропогенное

вмешательство в этот круговорот и его экологические последствия.

33. Фосфор в природе. Опишите круговорот фосфора в природе.

Антропогенное вмешательство в этот круговорот и его экологические

последствия.

34. Сера в природе. Опишите круговорот серы в природе. Антропогенное

вмешательство в этот круговорот и его экологические последствия.

35. Техногенный (социальный) круговорот веществ. Опишите этот

круговорот на примере одного из металлов.

36. Сформулируйте четыре экологических закона Б. Коммонера. Раскройте

их содержание.

37. Использование природных ресурсов и проблема загрязнения ОПС.

38. Понятие о загрязнителях ОПС, их классификация по различным признакам. Источники загрязнения ОПС.

39. Понятие о токсичности загрязнителей ОПС. Виды доз токсичных веществ. Факторы, влияющие на токсичность и тяжесть воздействия загрязнителя на ОПС.

40. Экологические и производственно-хозяйственные показатели качества ОПС.

41. Дайте общую характеристику физических загрязнителей.

42. Шум и вибрация как загрязнители ОПС. Их влияние на экосистемы и здоровье человека. Методы защиты от шумового и вибрационного загрязнения.

43. Световое и тепловое загрязнения ОПС. Экологические поблемы, связанные с этими загрязнителями.

44. Дайте общую характеристику химическим загрязнителям ОПС.

45. Оксиды серы - как загрязнители ОПС. Поведение диоксида серы в атмосфере. Экологические проблемы, обусловленные этим загрязнителем.

46. Оксиды азота — как загрязнители ОПС. Их поведение в окружающей среде. Экологические проблемы, обусловленные этими загрязнителями.

47. Хлорпроизводные углеводородов — как загрязнители ОПС. Экологические проблемы, обусловленные этими загрязнителями.

48. Загрязнение окружающей среды синтетическими поверхностно-активными веществами. Экологические последствия.

49. Факторы приводящие к образованию кислотных дожей. Влияние кислотных осадков на биоту.

50. «Парниковый эффект» и эффект «ядерной зимы». Факторы, приводящие к этим эффектам и их экологические последствия.

51. Загрязнение ОПС нефтью, поведение нефти и нефтепродуктов в окружающей среде. Экологические последствия.

52. Радиационное загрязнение ОПС. Источники радиации в промышленности и в быту. Влияние радиации на здоровье растений, животных и человека.

53. Электромагнитное загрязнение ОПС и его источники.

54. Проблема загрязнения и качественного истощения природных вод. Пути решения проблемы дефицита питьевой воды.

55.Загрязнители гидросферы. Экологические последствия загрязнения природных вод.

56. Нормирование качества питьевой воды.

57. Понятие о сточных водах. Очистка сточных вод. Защита гидросферы.

58. Загрязнение и деградация почв. Защита почвы от загрязнения.

59. Защита атмосферы от загрязнения. Какая экозащитная техника используется для этих целей?

60. Проблема пестицидов.

61. Проблема утилизации и переработки твердых бытовых отходов.

62. Экологические проблемы автомобильного транспорта. Пути снижения загазованности автомобильных дорог.

63. Экологические проблемы тепловой энергетики. Когенерация энергии.

64. Экологические проблемы ядерной энергетики.

65. Альтернативные источники получения энергии.

66. Пути улучшения экологических характеристик топлива.

67. Что такое качество энергии? Охарактеризуйте энергии высокого и низкого качества. Где их необходимо применять?

68. Что такое урбанизация? Какие страны называют урбанизированными? Экологические особенности урбанизированных экологических систем.

69. Что такое контроль загрязнителя на входе и на выходе.

70. Экологический мониторинг. Его цели, задачи и структура.

71. Методы проведения экологического мониторинга.

72. Каково место и назначение экологической экспертизы в системе гарантий качества ОПС? Назовите принципы государственной экологической экспертизы.

73. Оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС).

74. Предмет, нормы, субъекты и объекты экологического права России.

75. Структура экологического права России.

76. Экологические права и обязанности человека (по материалам Конституции РФ и Закона РФ об охране окружающей природной среды).

77. Экономико-правовой механизм охраны ОПС.

78. Какие виды экологических правонарушений Вам известны? Приведите

примеры.

79. Профессиональная, гражданская и правовая экологическая ответственность.

80. Правовая охрана земельного фонда России.

81. Правовая охрана водных объектов в России.

82. Принципы международного сотрудничества в области экологии.

83. Формы и методы Международного сотрудничества в области экологии.

84. Объекты международно-правовой охраны ОПС.

85. Международные организации по охране окружающей среды.

86. Резолюции Генеральной Ассамблеи ООН по охране ОПС.

87. Концепция устойчивого развития.

88. Здоровье человека и ОПС. Субъективные и объективные показатели здоровья «среднего человека».

89. Синдром «антропогенного напряжения» и факторы, обуславливающие его.

90. Окружающая среда и болезни человека.

92. Пути проникновения и поведение загрязнителей в организме человека.

93. Питательные вещества. Питание - как фактор антропогенного напряжения.

94. Опасные для здоровья неорганические вещества.

95. Опасные для здоровья органические вещества.

96. Основные принципы эколого-зкономического (эко-экономического) развития.

 

4. ЗАДАЧИ К КУРСУ "ЭКОЛОГИЯ"

 

1. Численность населения Земли с 2003 г. имеет постоянный процентный рост 1,8 %. Вычислить время удвоения населения плане­ты, его ежегодный, ежемесячный и еженедельный прирост, если на 2003 г. (по данным ООН) население Земли составляло 6,4 млрд че­ловек.

2. В Китае самое большое по численности население в мире, 1.5 млрд человек, и время удвоения его составляет 49 лет. Вычис­лить процентный рост населения Китая в год и объяснить его при­чину.

3. Индия, занимая второе место в мире по численности насе­ления – 1,2 млрд человек, имеет время его удвоения, равное 32 го­дам. Вычислить процентный рост населения Индии в год и объяснить его причину.

4. Население БРС (более развитых стран с валовым националь­ным продуктом ВНП более 670 дол.на душу населения) составляет 1.4 млрд человек. Процентный прирост населения составляет 0,6 % в год. Вычислить время удвоения населения БРС, его ежемесячный и еженедельный прирост.

5. Население МРС (малоразвитых стран с валовым национальным продуктом ВНП менее 670 дол. на душу населения) составляет 5.0 млрд человек. Процентный прирост населения составляет 2,1% в год. Вычислить время удвоения населения МРС, его ежемесячный и еженедельный прирост.

6. Разведанные запасы нефти на Земле составляют 260 - 375 млрд тут. Добыто нефти (1989 г.) - 6,25 млрд тут. Процентный при­рост добычи нефти равен 2,18% в год. Вычислить, через сколько лет закончится нефть как невозобновимый ресурс, если не будут приня­ты ограничения по ее добыче.

7. Объем древесины, сосредоточенные в лесах планеты, сос­тавляет 359 млрд м³. Всего вырублено древесины (1989 г.) - 3,69 млрд м³. Процентный прирост вырубки лесов равен 1 % в год. Вы­числить, через сколько лет может исчезнуть лесная растительность на Земле. К каким последствиям это может привести и что надо сделать, чтобы перевести леса в разряд потенциально возобновимо­го ресурса.

8. Разведанные запасы железной руды на Земле составляют 260 млрд т. Добыто железной руды (1989 г.) - 697 млн т. Процентный прирост ее добычи равен 1,33 %, в год. Вычислить, на сколько лет хватит этого невозобновимого ресурса и что надо сделать для его сохранения для будущих поколении.

9. Запасы бокситов - лучшего сырья для производства алюминия - оцениваются в 4 млрд т. Всего добыто бокситов (1989 г.) -125 млн т. Средний прирост их добычи равен 2,80 % в год. Вычис­лить, через сколько лет истощатся запасы и что надо предпри­нять для того, чтобы алюминий был сохранен как невозобновимый ресурс для будущих поколений.

10. Меди в рудах имеется около 400 млн т.,из них 260 млн т. разведаны и могут быть извлечены. Всего добыто меди (1989 г.) -3,311 млн т. На сколько лет хватит ее запасов, если средний при­рост ее добычи равен 8,4 %в год и что надо предпринять для то­го, чтобы медь была сохранена как невозобновимый ресурс для бу­дущих поколений?

11. С помощью второго закона термодинамики объясните, почему нефть можно использовать в качестве горючего только один раз? Приведите примеры, с помощью закона сохранении вещества объясните, почему рано или поздно вам необходимо построить общество, утилизирующее отходы.

12. Объясните, почему большинство ученых - энергетиков ут­верждают, что в основе любого индустриального, общего или нацио­нального плана производства и потребления энергии должен лежать принцип повышения эффективности энергии? Является ли этот прин­цип основополагающим для Вашего собственного плана и образа жиз­ни? Приведите примеры.

13. Объясните, почему использование электроэнергии для отоп­ления дома и обеспечения бытовых потребностей в горячей воде об­ходится дорого и ведет к большим потерям энергии. Какие задачи наиболее рационально решать с помощью электроэнергии?

14. Вы собираетесь построить дом. Какой источник энергии (нефть, газ, уголь или что-то другое) Вы используете для отопле­нии помещений, приготовления пищи, охлаждения продуктов питания и нагревания воды? Составьте долгосрочный экономический прогноз проживания в доме, а также прогноз воздействия дома на окружаю­щую среду? Будет ли Ваше решение зависеть от того, что Вы плани­руете прожить в этом доме 50, а не 5лет?

15. С помощью первого и второго закона термодинамики объяс­ните, почему станет необходимым построения даже не общества без­отходного производства, а природосберегающего общества?

16. Оценить целесообразность осушения болота площадью 40 га для использования его после мелиорации под сельскохозяйственные угодья. Среднегодовая чистая первичная продуктивность: болота -37,2_∙10⁶ (Дж/м²) год, сельскохозяйственных угодий – 11,3_∙10⁶ (Дж/м²) год.

17. В процессе зксплуатации искусственного водохранилища площадью 400 км² произошло его заиливание и поэтому возник воп­рос о его дальнейшем использовании. Определить по данным чистой первичной продуктивности, что следует предпринять:

1) провести его очистку;

2) не очищать и оставить его в виде болота;

3) осушить, провести мелиорацию и использовать его под сельхоз угодья.

18. В городской черте имеется парковая зона площадью 200 га. Из-за нехватки жилья решено на месте парковой зоны построить жи­лой массив, а парковую зону перенести за город. Оценить с точки зрения чистой первичной продуктивности целесообразность этого мероприятия и что бы Вы, как эколог, предложили сделать в данной ситуации.

19. Оценить целесообразность осушения болота площадью 40 га для использования его под постройку жилого массива. (Среднегодо­вая чистая первичная продуктивность: болота – 37,2_∙10⁶ (Дж/м²) год, жилого массива - 0,25_∙10⁶ (Дж/м²) год.

20. В черте города имеется водоем площадью 4 км². Произошло его заиливание и возник вопрос о его дальнейшем использовании. Рассчитать по данным чистой первичной продуктивности, что сле­дует предпринять:

1)провести его очистку;

2) не очищать и оставить его в видеболота;

3) осушить и построить жилой массив.

21. Как изменится толщина (концентрация) озонового слоя, если максимальная степень почернения линий спектра составила 75%. Какие вещества влияют на толщину озонового слоя? Исходные данные:

 

I,%
С, ppm		0,1	0,2	0,3	0,4	0,5

 

22. Как изменится толщина (концентрация) озонового слоя, если максимальная степень почернения линий спектра составила 70%. Какие вещества влияют на толщину озонового слоя? Исходные данные:

 

I,%
С, ppm	0,01	0,07	0,14	0,26	0,37	0,45	0,5

 

23. Завод по производству сыра сбрасывает в реку сточные воды в количестве 300 м³/сутки с БПКполн = 120 мг/л, БПКпдс= 40 мг/л, Спдс= 146 р./т, Сппс=774 Р./т. Определить экологический ущерб и штраф предприятия за квартал.

24. Консервный комбинат сбрасывает в реку сточные воды в ко­личестве 200 м³/ч

с БПКполн= 220 мг/л, БПКпдс= 40 мг/л, Спдс= 146 р./т, Сппс=774 р./т. Определить экологический ущерб и штраф за год.

25. Пищевое предприятие сбрасывает в реку сточные воды в количестве 600 м³/сутки с БПКполн = 180 мг/л, БПКпдс = 40 мг/л, Спдс = 146 р./т, Сппс=774 р./т. Определить экологический ущерб и штраф за квартал и за год.

26. Автотранспортное предприятие потребляет в сутки 10 т ди­зельного топлива (С = 2,5 р./т); 7 т этилированного бензина (С = 2,2 р./т) и 8 т неэтилированного (С = 1,3 р./т). Определить экологический ущерб природе и штраф за квартал и за год.

27. Автотранспортное предприятие потребляет в сутки 20 т ди­зельного топлива (С = 2,5 р./т); 15 т этилированного бензина (С =2,2 р./т) и 5 т неэтилированного (С = 1,3 р./т). Опреде­лить экологический ущерб природе и штраф за год.

28. Автотранспортное предприятие потребляет в сутки 100 т дизельного топлива (С =2,5 р./т); 170 т этилированного бензина (С = 2,2 р./т) и 280 т неэтилированного (С = 1,3 р./т). Опре­делить экологический ущерб природе и штраф за квартал и за год.

29. Автотранспортное предприятие потребляет в сутки 10 т ди­зельного топлива (С = 2,5 р./т); 57 т этилированного бензина (С = 2,2 р./т) и 28 т неэтилированного (С =1,3 р./т). Определить экологический ущерб природе и штраф за квартал и за год.

30. Автотранспортное предприятие потребляет в сутки 110 т дизельного топлива (С = 2,5 р./т); 270 т этилированного бензина (С = 2,2 р./т) и 385 т неэтилированного (С = 1,3 р./т). Определить экологический ущерб природе и штраф за квартал и за год.

31. После кислотного дождя на площади 1.5∙10⁴ га сельхозуго­дий рН почвы стала равна 4,2. Оценить ущерб производителя с/х продуктов, если для доведения почвы до нормальной рН пришлось применить известкование. Доза СаО 500 г/м² изменяет рН на одну единицу. С_СаО = 0,5 р./кг.

32. После кислотного дождя на площади 0.5∙10⁴ га сельхозуго­дий рН почвы стала равна 3,2. Оценить ущерб производителя с/х продуктов, если для доведения почвы до нормальной рН пришлось применить известкование. Доза СаО 500 г/м² изменяет рН на одну единицу. С_СаО = 0,5 р./кг.

33. После кислотного дождя на площади 2.5∙10⁴ га сельхозуго­дий рН почвы стала равна 3,9. Оценить ущерб производителя с/х продуктов, если для доведения почвы до нормальной рН пришлось применить известкование. Доза СаО 500 г/м² изменяет рН на одну единицу. С_СаО = 0,5 р./кг.

34. После кислотного дождя на площади 1.3∙10⁴ га сельхозуго­дий рН почвы стала равна 4,0. Оценить ущерб производителя с/х продуктов, если для доведения почвы до нормальной рН пришлось применить известкование. Доза СаО 500 г/м² изменяет рН на одну единицу. С_СаО = О,5 р./кг.

35. После кислотного дождя на площади 1.8 ∙ 10⁴ га сельхозуго­дий рН почвы стала равна 3,2. Оценить ущерб производителя с/х продуктов, если для доведения почвы до нормальной рН пришлось применить известкование? Доза СаО 500 г/м² изменяет рН на одну единицу. С_СаО = 0,5 р./кг.

36. Тепловая электростанция содержит в выхлопных газах заг­рязняющие вещества: оксиды азота - 0,200 мг/л; диоксид серы – 0,350 мг/л. Объем выхлопных газов - 150 тыс, м³/ч.Вычислить экологический ущерб предприятия окружающей среде и штраф за квартал и за год, если Спдк = 52 р./т; Сппв = 260 р./т для оксидов азота и Спдк = 21 р./т; Сппв = 105 р./т для диок­сида серы.

37. Тепловая электростанция содержит в выхлопных газах заг­рязняющие вещества: оксиды азота - 0,240 мг/л; диоксад серы - 0,450 мг/л. Объем выхлопных газов - 140 тыс. м³/ч. Вычислить эко­логический ущерб предприятия окружающей среде и штраф за квартал и за год, если Спдк = 52 р./т; Сппв = 260 р./т для оксидов азота и Спдк = 21 р./т; Сппв = 105 р./т для диоксида серы.

38. Тепловая электростанция содержит в выхлопных газах заг­рязняющие вещества: оксиды азота - 0,250 мг/л; диоксид серы - 0,300 мг/л. Очистная установка очищает выхлопные газы до норм ПДК. Объем выхлопных газов - 130 тыс. м³/ч. Вычислить экологичес­кий ущерб предприятия окружающей среде и штраф за квартал и за год. Оценить прибыль предприятия за квартал и за год при сниже­нии загрязнений за счет работы очистной установки. (Данные взять из табл. 2.4 и 2.5)

39. Тепловая электростанция содержит в выхлопных газах заг­рязняющие вещества: оксиды азота - 0,280 мг/л; диоксид серы - 0,390 мг/л. Объем выхлопных газов - 120 тыс. м³/ч.Очистная ус­тановка очищает выхлопные газы на 70%. Рассчитать экологический ущерб предприятия окружающей среде и штраф предприятия за год. Оценить прибыль предприятия за счет работы очистной установки и снижения загрязнений. (Данные взять из табл. 2.4 и 2.5)

40. Тепловая электростанция содержит в выхлопных газах заг­рязняющие вещества: оксиды азота - 0,220 мг/м³; диоксид серы - 0,250 мг/м³. Объем выхлопных газов - 110 тыс. м³/ч. Очистная ус­тановка очищает выхлопные газы до концентраций 0,050 мг/л по ок­сидам азота и 0,030 мг/л по диоксиду серы. Рассчитать экологи­ческий ущерб предприятия окружающей среде и штраф за квартал и за год. Оценить прибыль предприятия за счет снижения загрязне­ний. (Данные взять из табл. 2.4 и 2.5)

41. Из-за плохого хранения фосфорных удобрений в водную экосистему смыто 50 т фосфорных удобрений в пересчете на фосфор. Определить экологический ущерб и штраф предприятия, если разреше­ние на сброс загрязняющих веществ не было оформлено в установ­ленном порядке. (Данные взять из табл. 2.6.)

42. В водную экосистему сброшено 185 т фосфорных удобрений в пересчете на фосфор. Рассчитать экологический ущерб и штраф предприятия, если разрешение на сброс загрязняющих веществ было оформлено в установленном порядке. (Данные взять из табл. 2.6.)

43. В стоках предприятия имеется синтетическое моющее ве­щество ОП-7. Концентрация ОП-7 в стоках 15 г/л. Объем стоков 250 м³/сутки. Оценить экологический ущерб окружающей среде и штраф предприятия за квартал. (Данные взять из табл. 2.6.)

44. В стоках предприятия имеется синтетическое моющее ве­щество 0П-10. Концентрация ОП-10 в стоках 13 г/л. Объем стоков 280 м3/сутки. Оценить экологический ущерб окружающей среде к штраф предприятия за квартал. (Данные взять из табл. 2.6.)

45. В стоках предприятия имеется синтетическое моющее ве­щество ОП-7. Концентрация ОП-7 в стоках 25 г/л. Объем стоков 350 м³/сутки. Оценитьэкологический ущерб окружающей среде и штраф предприятия за квартал. (Данные взять из табл. 2.6.)

46. Предприятие сбрасывает сточные водыгальванопроизводс­тва в количестве 20 м³/ч.. (Составзагрязнений взять из табл. 2.7 ). Рассчитать экологический ущерб, наносимый предприятием ок­ружающей среде за год и штраф предприятия за год.

47. Предприятиесбрасывает сточные воды гальванопроизводст­ва в количестве 320 м³/сутки. (Состав загрязнителей взять из табл. 2.7). Очистная установка очищает сточные воды на 75%. Рассчитать экологический ущерб, наносимый предприятием водной среде и штраф предприятия за квартал. Оценить прибыль предприятия яри работе очистной установки.

48. Предприятие сбрасывает сточные воды гальванопроизводст­ва в количестве 30 м3 /ч.. (Состав загрязнителей взять из табл. 2.7).0ценить, какую прибыль получит предприятие за год, ес­ли оно построит очистную установку, очищающую сточные воды до существующих ПДК.

49. Предприятие сбрасывает сточные воды гальванопроизводства е количестве 40 м³/ч..(Состав загрязнителей взять из табл. 2,7). Рассчитать, какой штраф заплатит предприятие за квартал. Какую прибыль получит предприятие за квартал если оно построит очистную установку, очищающую сточные воды на 50% ниже концент­раций существующих ПДК.

50. Предприятие сбрасывает сточные воды гальванопроизводст­ва в количестве 25 м³/ч. (Состав загрязнителей взять из табл. 2.7), Оценить, какую прибыль получит предприятие за год, если оно построит очистную установку с водооборотным циклом. Оплата за забор чистой воды из артезианской скважины составляет 1,5 к./м³.

 

 

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Николайкин Н.И. Экология. Учебник для вузов.–М.: Дрофа, 2004. – 624 с.

2. Гарин В.М., Кленова И.А., Колесников В.И. Экология для технических вузов. - Ростов н/Д: Феникс, 2003. – 384 с.

3. Тайлер Миллер. Жизнь в окружающей среде. Программа всеобщего экологического образования, т.1, под редакцией члена РАО профессора Г.А.Ягодина, М.,1993 г.

4. Б.В.Ерофеев. Экологическое право России. - М.: «Юрист», 1996 г.

5. В.Ф.Протасов, А.В.Молчанов. Экология, здоровье и природопользование в России. - М.: «Финансы и статистика», 1995 г.

6. Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология. - Ростов н/Д: Феникс, 2003. – 576 с.

7. Закон Российской Федерации «Об охране окружающей среды» // Российская газета. – 2002 – 12.01

8. Комментарий к Закону Российской Федерации «Об охране окружающей среды» /Под ред. Проф. С.А.Боголюбова – М.: Норма-ИФРА, 1999. – 368 с.

9. Луканин В.Н., Трофименко Ю.В. Промышленно-транспортная экология: Учебник для вузов. – М.: Высшая шк., 2001 – 273 с.

10. Родионов А.И., Клушин В.П., Систер В.Г. Технологические процессы экологической безопасности: Учебник для студентов технических и технологических специальностей. 3-е изд, перераб и доп. – Калуга: Издательство Н. Бочкаревой, 2000. – 800 с.

11. Реймерс Н.Ф. Природопользование: Словарь-справочник. – М.: Мысль, 1986.–657 с.

12. Андреева Т.А. Экология в вопросах и ответах: учебное пособие. – М.: Проспект, 2006. – 184 с.

13. И.А.Шилов. Экология. - М.: «Высшая школа», 1997 г.

14. Заиков Г.Е., Маслов С.А., Рубайло В.Л. Кислотные дожди и окружающая среда. М: Химия, 1991 г.

15. O состоянии здоровья населения РФ в 1991 г. /"Зеленый мир", N 45 - 46, 1992 г.

16. Факты и проблемы, связанные с захоронением радиоактивных отходов в морях, омывающих территорию РФ./"Зеленый мир", N 13,15,16,1993 г.

17. Бернардинер М.Н., Шурыгин А.П. Огневая переработка и обезвреживание промышленных отходов. – М.: Химия, 1990. – 304 с.

18. Гарин В.М., Хвостиков А.Г. Утилизация твердых отходов: Учебное пособие. - Ростов н/Д: РГУПС., 2000. – 80 с.

19. Петров В.В. Экологическое право России: Учебник. - М.: Изд-во БЕК, 1995.–557 с.

20. Бродский А.К. Краткий курс общей экологии: Учебное посо­бие // Санкт-Петербург, ун-т, Санкт-Петербург, 1992.

21. Будыко М.И. Глобальная экологии.-М., 1991.

22. Вернадский В.И. Биосфера и неосфера.- М,:Наука, 1989.

23. Кузнецов Г.А. Экология и будущее: Анализ философских ос­нований глобальных прогнозов. - М.:Изд-во МГУ, 1938.

24. Одум Ю.П. экология-М.,:Прогресс, 1986.

25. Химия в интересах устойчивого развития // ВО “наука”. 1993.

26. Экономика природопользования/ Под редакцией академика Т.С.Хачатурова //Издательство Московского ун-та.-М, 1991.

27. Г.П.Гущина и др. Озон в земной сфере. – Ленинград, 1996.

28. Ф.С.Ортенберг, Ю.М.Трифонов. Озон: взгляд из космоса.- М.: Знания,1990.

29. Ю.Гиляров А.М.Популяционная экология. М.: изд-во МГУ, 1990. окружающая среда.- М, 1991.

 

 

ВАРИАНТЫ КОНТРОЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ

Варианты	Номера вопросов	Номер задачи
	1, 9, 28, 57, 89 2, 10, 29, 58, 90 3, 11, 30, 59, 91 4, 12, 31, 60, 92 5, 13, 32, 61, 93 6, 14, 33, 62, 94 7, 15, 34, 63, 95 8, 16, 35, 64, 89 1, 17, 36, 65, 90 2, 18, 37, 66, 91 3, 19, 38, 67, 92 4, 20, 39, 68, 93 5, 21, 40, 69, 96 6, 22, 41, 70, 92 7, 23, 42, 71, 90 8, 24, 43, 72, 91 1, 25, 44, 73, 89 2, 26, 45, 74, 95 3, 27, 46, 75, 94 4, 9, 47, 76, 93 5, 10, 48, 77, 92 6, 11, 49,78, 93 7, 12, 50, 79, 90 8,13, 51, 80, 89 1, 14, 52, 81, 96 2, 15, 53, 82, 91 3, 16, 54, 83, 92 4, 17, 55, 84, 93 5, 18, 56, 85, 94 6, 19, 28, 86, 89 7, 20, 29, 87, 96 8, 21, 30, 88, 91 1, 22, 31, 57, 90 2, 23, 32, 58, 92 3, 24, 33, 59, 93 4, 25, 34, 60, 96 5, 27, 36, 62,93 7, 10, 38, 64, 89 1, 11, 39, 65, 90 2, 12, 40, 66, 91 3, 13, 41, 67, 92 4, 14, 42, 68, 93 5, 15, 43, 69, 94 6, 16, 44, 70, 95 7, 17, 45, 71, 89 8, 18, 46, 72, 90 1, 19, 47, 73, 91 2, 20, 48, 74, 96 5,26, 35, 61, 94 6, 28, 37, 63, 88

 

Выбор варианта проводится по двум последним цифрам шифра студенческого билета и зачетной книжки. Например, если последние две цифрышифра 3 и 1, то отвечайте на вопросы и решайте задачу 31 варианта. Если последние две цифры шифра больше числа 50, то надо из номера шифра вычесть число 50 и выбрать соответствующий вариант. Например, последние две цифры шифра 88. Вычитаем из 88 число 50, получаем 38. Выполняется контрольная работа 38 вариан­та.

Отвечать на вопросы и решать задачу необходимо в той после­довательности, в какой они даны в методических указаниях. Текст вопросов и условия задачи приводятся обязательно. В конце работы должен быть список использованной литературы.

Работа подписывается студентом с проставлением даты ее окончания.

Пример оформления контрольной работы.

 

Вопрос № 1. Экологическая ниша. Принципы: заполняемости экологической ниши и взаимоисключения Гаузе. Практическое значение этого понятия

 

Экологическая ниша - место, которое занимает вид в сложной системе экологических взаимоотношений с другими организмами и факторами неживой природы. В понятие экологической ниши входит ареал, зависимость от источников пищи, от врагов и конкурентов, способ размножения (сроки, условия) и др.

Каждый вид живых организмов занимает свое место в биосфере нашей планеты. Эксперименты в лаборатории и наблюдения в природе показывают, что в процессе эволюции два близких вида, обитающих вместе, неизбежно приобретают в результате естественного отбора такие приспособления - адаптации, которые как бы разводят их в разные местообитания. Этим достигается более полное использование биотических и абиотических ресурсов экосистемы.

Часто считают, что экологическая ниша - это какое-то пустое пространство в природе, которое вид может занять или освободить. Это не так. Экологическая ниша возникает и исчезает вместе с приобретением каких-то адаптации данным видом. Вне вида экологическая ниша не существует. Экологическая ниша не "адрес" организма, а его "профессия". Двух одинаковых экологических ниш в природе не существует, поскольку нет двух абсолютно одинаковых видов: каждый вид чем-нибудь, каким-то специальным приспособлением (адаптацией) отличается от любого другого.

Вне вида, независимо от него существуют адаптивные зоны: зона пустынь, зона литорали, зона тайги, зона стоячих водоемов и т. п. Организмы, существующие в таких адаптивных зонах, образуют множество экологических ниш, которые могут иногда быть внешне похожими для разных участков биосферы. Место крупного хищника в экосистеме Австралии занимал сумчатый волк, уничтоженный на этом материке к 30-м гг. нашего столетия. С его исчезновением исчезла и образованная им экологическая ниша. Можно сказать, что сейчас в экосистеме Австралии существует возможность образования экологической ниши, похожей на исчезнувшую вместе с сумчатым волком. В какой-то степени ее используют проникшие в Австралию вместе с человеком дикие собаки - динго.

Экологическая ниша -положение вида, которое он занимает в биогеоценозе, комплекс его связей с другими видами и требований к абиотическим факторам среды называется экологической нишей. Понятие "экологическая ниша" следует отличать от понятия "местообитание". В последнем случае речь идет о части пространства, где вид живет и где имеются необходимые абиотические условия для его существования. Экологическая ниша вида зависит не только от абиотических условий, она характеризует весь образ жизни, который вид может вести в данном сообществе.

По образному выражению эколога Ю. Одума, местообитание - это адрес вида, а экологическая ниша - его "профессия". Различают фундаментальную (или потенциальную) и реализованную ниши. Фундаментальная экологическая ниша - совокупность оптимальных условий, при которых данный вид может существовать и воспроизводиться. Реализованная ниша - условия, где вид реально встречается в данной экосистеме, она всегда составляет некоторую часть фундаментальной ниши.

Принцип вытеснения. Суть принципа вытеснения, также известного как принцип Гаузе, состоит в том, что каждый вид имеет свою собственную экологическую нишу. Никакие два разных вида не могут занять одну и ту же экологическую нишу. Сформулированный таким образом принцип Гаузе подвергался критике. Например, одним из известных противоречий этому принципу является парадокс планктона. Все виды живых организмов, относящихся к планктону, живут на очень ограниченном пространстве и потребляют ресурсы одного рода (главным образом солнечную энергию и морские минеральные соединения). Современный подход к проблеме разделения экологической ниши несколькими видами указывает, что в некоторых случаях два вида могут разделять одну экологическую нишу, а в некоторых такое совмещение приводит один из видов к вымиранию.

Принцип заполнения. Экологическая ниша не может быть пустой. Если ниша пустеет в результате вымирания какого-то вида, то она тут же заполняется другим видом.

Экологическая ниша человека.

Человек как биологический вид занимает свою собственную экологическую нишу. Человек может обитать в тропиках и субтропиках, на высотах до 3-3,5км над уровнем моря. Реально в настоящее время человек живёт в значительно больших пространствах. Человек расширил свободную экологическую нишу благодаря использованию различных приспособлений: жилища, одежды, огня и пр. Таким образом, способность видов существовать в одном биогеоценозе достигается расхождением требований к среде обитания, изменением образа жизни, т.е. разделением ниш.

У родственных видов, живущих вместе, происходит очень тонкое разграничение экологических ниш. Так, пасущиеся в африканских саваннах копытные по-разному используют пастбищный корм: зебры в основном обрывают верхушки трав, антилопы гну кормятся тем, что оставляют им зебры, газели выщипывают самые низкие травы, а антилопы топи довольствуются сухими стеблями, оставшимися после других травоядных. За счет разделения ниш растет суммарная биопродуктивность такого сложного по видовому составу стада. Крестьянское стадо, состоящее из коров, овец, коз значительно более эффективно, с экологической точки зрения, использует луга и пастбища, чем одновидовое стадо, монокультура - наименее эффективный способ ведения сельского хозяйства.

Для воспроизводства и длительного существования многих видов животных большое значение имеет разграничение ниш на разных стадиях онтогенеза: гусеницы и имаго чешуекрылых, личинки и жуки майского хруща, головастики и взрослые лягушки не конкурируют между собой, так как различаются средой обитания и входят в разные цепи питания.

Межвидовая конкуренция приводит к сужению экологической ниши, не дает проявиться ее потенциям. Внутривидовая конкуренция, наоборот, способствует расширению экологической ниши. В связи с возрастанием численности вида начинается использование дополнительных кормов, освоение новых мест обитания, появление новых биоценотических связей.

 

Вопрос № 2. Законы минимума Либиха и толерантности Шелфорда. Лимитирующие факторы окружающей среды.

 

Закон минимума Либиха- закон, открытый. Либихом (1840), согласно которому относительное действие отдельного экологического фактора тем сильнее, чем больше он находится по сравнению с другими факторами в минимуме; по данному закону, от вещества, концентрация которого лежит в минимуме, зависят рост растений, величина и устойчивость их урожайности. Закон минимума Либиха гласит: рост растения зависит от того элемента питания, который присутствует в минимальном количестве. В изобилии присутствуют двуокись углерода и вода, а потому они не являются факторами, ограничивающими рост. А вот цинка в почве очень мало, потребность растения в нем невелика, и рост растения будет успешен до тех пор, пока не будет израсходован весь его запас. Поэтому наличие цинка является ограничивающим, или лимитирующим фактором. Закон минимума Либиха распространяется на все абиотические и биотические факторы, влияющие на организм. Такими факторами могут быть, например, конкуренция со стороны другого вида, присутствие хищника или паразита. Сформулированный закон применим как к растениям, так и животным.

Закон толерантности Шелфорда - закон, согласно которому существование вида определяется лимитирующими факторами, находящимися не только в минимуме, но и в максимуме. Закон толерантности расширяет закон минимума Либиха. Формулировка: "лимитирующим фактором процветания организма может быть как минимум, так и максимум экологического влияния, диапазон между которыми определяет степень выносливости (толерантности) организма к данному фактору". Закон толерантности дополняют положения американского эколога Ю. Одума: организмы могут иметь широкий диапазон толерантности в отношении одного экологического фактора и низкий диапазон в отношении другого; в организмы с широким диапазоном толерантности в отношении всех экологических факторов обычно наиболее распространены; диапазон толерантности может сузиться и в отношении других экологических факторов, если условия по одному экологическому фактору не оптимальны для организма; многие факторы среды становятся ограничивающими (лимитирующими) в особо важные (критические) периоды жизни организмов, особенно в период размножения. оптимальные значения экологических факторов для организмов в природе и в лабораторных условиях (в силу существенной их изоляции), зачастую, оказываются различными (гипотеза компенсации экологических факторов); что тесно связано с различением фундаментальной и реализованной экологической ниши.

К этим положениям также примыкает закон Митчерлиха Бауле, названный А. Тинеманом законом совокупного действия: совокупность факторов воздействует сильнее всего на те фазы развития организмов, которые имеют наименьшую пластичность - минимальную способность к приспособлению. Толерантность (от греческого толеранция - терпение) - способность организмов выдерживать изменения условий жизни (колебания температуры, влажности, света).Например, одни гибнут при температуре 50, а другие выдерживают кипячение. Или в разных условиях биологические процессы протекают с различной скоростью. Например, скорость роста многих растений зависит от концентрации различных веществ (воды, СО₂, ионов водорода)

Диапазон толерантности. Чтобы выразить относительную степень толерантности, в экологии используют приставки стено- (от греч. stenos -узкий, тесный) и эври- (от греч. eurys - широкий), поли- (от греч. polys - многий, многочисленный) и олиго- (от греч. oligos - немногий, незначительный). Так (см. схему; Одум,1975) если в качестве фактора взять, например, температуру, то вид I - стенотермный и олиготермный, вид II - эвритермный, вид III - стенотермный и политермный: Организмы с широким диапазоном толерантности обозначают приставкой "Эври". Эврибионт - организм, способный жить при различных условиях среды. Например: эвритермный - переносящий широкие колебания температуры. С узким диапазоном - обозначают приставкой "Стено". Стенобионт - организм, требующий строго определённых условий среды. Например: форель - стенотермный вид, а окунь - эвритермный. Форель не выносит большие колебания температуры, если исчезнут все деревья по берегам горного потока, это приведет к повышению температуры на несколько градусов, в результате чего форель погибнет, а окунь выживет. При помещении организма в новые условия, он через некоторое время привыкает, адаптируется, происходят сдвиги кривой толерантности - это называется адаптацией или акклиматизацией.

Для нормального развития организмов необходимо наличие различных факторов строго определённого качества, каждый из них должен быть и в определённом количестве. В соответствии с законом толерантности избыток какого-либо вещества может быть так же вреден, как и недостаток, т.е. все хорошо в меру. Например: урожай может погубить как при засушливом, так и при слишком дождливом лете. При этом, по закону минимума недостаток какого-либо одного вещества не компенсируется избытком всех остальных. Если в почве много азота, калия и др. питательных веществ, но не хватает фосфора (или наоборот) растения будут нормально развиваться только до тех пор, пока не усвоят весь фосфор. Факторы, сдерживающие развитие организмов из-за недостатка или их избытка по сравнению с потребностями называются лимитирующими.

Положение о лимитирующих факторах облегчат изучение сложных ситуаций во взаимоотношениях организмов и среды обитания. Однако не все факторы имеют одинаковое экологическое значение. Например: О₂ является фактором физиологической необходимости для всех организмов, но становится лимитирующим лишь в определённых местообитаниях (если гибнет рыба в реке, то в первую очередь должна быть изменена концентрация О₂ в воде, т.к. она сильно изменчива).

 

Вопрос № 3. Физическое загрязнение окружающей среды.

 

Физическое загрязнение:

- Тепловое загрязнение

- Шумовое загрязнение

- Вибрационное загрязнение

Тепловое загрязнение окружающей среды. За 1880—1940 гг. было добыто 50 млрд т так называемого условного топлива (29,3- 10в6 Дж/кг). Это означает, что в атмосферу было выброшено 1,465-1021 Дж тепла, которого достаточно, чтобы растопить 4,8 ты