WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 | 4 |
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственное образовательное учреждение «Оренбургский государственный университет» Колледж электроники и бизнеса Кафедра экономико-правовых дисциплин Е.А.ЕПИФАНОВА ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ КРАТКИЙ КУРС ЛЕКЦИЙ Рекомендовано к изданию издательским советом Государственного образовательного учреждения профессионального образования «Оренбургский государственный университет» Оренбург 2003 ББК 20.1Я73 Е – 67 УДК 574 (075.3) Рецензент Заведущая кафедрой экономико-правовых дисциплин Н.Г.Суханова Епифанова Е.А.

Е-67 Экологические основы природопользования: Краткий курс лекций «Экологические основы природопользования» Оренбург: ГОУ. ОГУ, 2003 Краткий конспект лекций представляет собой подборку схем, рисунков, фактов, таблиц, краткое изложение лекций рассматриваемых по экологическим основам природопользования. Материал предназначен для студентов специальностей:

- 2203 «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем»;

- 0602 «Менеджмент»;

- 2014 «Техническое обслуживание и ремонт радиоэлектронной техники».

ББК 20.1Я73 © Епифанова Е.А., 2003 © ГОУ ОГУ. 2003 Одной из наиболее острых проблем современности является сохранение среды обитания человечества. Любые успехи научно-технического прогресса будут обеспечены, если они сопровож- даются разрушением природы. Человек не сможет жить без чистого воздуха, свободных от вредных примесей воды и продуктов питания.

Тейяр де Шарден Введение В последние годы, с целью улучшения экологической подготовки специалистов, в соответствии с Государственным образовательным стандартом (1999 г) введена специальность «Экология».

Как известно учебник является главным средством прочного усвоения знаний студентами, способствует развитию у них активного мышления и формированию научного мировоззрения. Однако и издание данной методической рекомендации имеет глубокий смысл.

В этой рекомендации в сжатой и конкретной форме дается лишь основное и самое главное из области основополагающих экологических знаний и природопользования, необходимых для бедующих технических работников, а также работников малого бизнеса.

Данные указание адресованы студентам и призваны сделать урок боле содержательным и интересным, а так же даёт студентам возможность к самоподготовке.

Методическое рекомендации содержат; таблицы, рисунки, схемы для поурочного ознакомления и в помощь теоретическому курсу, иллюстрирующие экологические реалии и проблемами.

Приведённые материалы могут быть использованы студентом для подготовки, по различным направления соц. и прикл. экологии, и природопользования, и предложены для подготовки докладов, сообщений, рефератов.

1 Наука экология, природопользования ее задачи Термин «экология» образован от двух греческих слов (ойкос – дом, жилище, родина, и логос – наука), означающих дословно «наука о местообитании».

В более общем смысле экология – это наука, изучающая взаимоотношение организмов и их сообществ с окружающей их средой обитания (в том числе многообразия взаимосвязей их с другими организмами и сообществами).

Немецкий биолог Эрнст Геккель (1834- 1919), который в 1866 г. предложил термин «экология», дал следующее определение этой науки: «Это познание экономики природы, одновременное исследование всех взаимоотношений живого с органическими и неорганическими компонентами среды, включая непременно неантагонистические и антагонистические взаимоотношения животных и растений, контактирующих друг с другом.

Одним словом, экология – это наука, изучающая все сложные взаимосвязи и взаимоотношения в природе, рассматриваемые Дарвином как условия борьбы за существование».

Крупнейший русский ученый ХХ в. Владимир ёИванович Вернадский (1863 –1945) создает учение о биосфере. Он показывает какую огромную роль Играют живые организмы в геохимических Процессах на нашей планете. Под природопользованием понимают возможность использования человеком полезных свойств окружающей среды – экологических, экономических, культурных и оздоровительных. Следовательно, содержание природопользования включает три ее формы: экономическую (ведущая), экологическую и культурно – оздоровительную.

Структура современной экологии представлена на рисунке 1. Выделяют крупные подразделения: общая экология (диоэкология), геоэкология, прикладная экология, экология человека и социальная.

Динамическая Аналитическая экология Общая (биоэкология) Геоэкология Прикладная - аутэкология экология: -промышленная - синэкология - суши (инженерная) - популяционная - пресных вод - технологическая - биогеоценология - моря - с\х - глобальная - Крайнего - медицинская (изучение Севера - промысловая биосферы) - высокогорий - химическая и др. - рекреационная - геохимическая - к природоиспользованию экология человека социальная экология Экология города -экология личности экология:

Экологтя народо- -экология челове-растений населения чества -животных аркэкология -экология культуры -микроорг.

Рисунок 1- Структура современной экологии 2 Глобальные проблемы экологии Последние 150 лет население Земли росло и продолжает расти феноменальными, взрывоопасными темпами, можно сказать человечество – единственный вид, численность которого неудержимо растет. Цифры говорят сами за себя, смотрите рисунок 2,3.

Время удвоения численности населения.

1. 0-900 г. н. э. – 160-320 млн. = 900лет.

2. 900-1700 г. н. э. - 320-600 млн. = 800лет.

3. 1700-1850 г. н. э. - 600-1200 млн. = 150 лет.



4. 1850-1950 г. н. э. –1200-2500 млн. = 100 лет.

5. 1950-1990 г. н. э. - 2500-5000 млн. = 40 лет.

Рисунок 2 – Время удвоения численности Время увеличения на 1 млрд.:

1 млрд. – 1820 г. = 18000 лет.

2 млрд. - 1927г. = 100 лет.

3 млрд. - 1960 г. = 33г.

4 млрд. - 1976 г. = 16 лет.

5 млрд. - 1990 г. = 14 лет.

6 млрд. - 1999 г. = 9 лет Рисунок 3 – Время увеличения на 1 млрд Ежегодный прирост населения составляет 1,7%.Еженедельный прирост при этом составляет 1,7 млн. человек, ежедневный – 247000, а ежечасный – 10270 человек.

По оценкам ООН население Земли к 2100 г. составит от 11,2 до 12,млрд человек, что будет в два раза больше, чем в 1990 г., а затем стабилизируется. Конечно, это лишь прогноз.

На рисунке 4 представлены два графика.

Верхний график отображает численность населения в отдельных регионах мира в начале XX в. прогнозные (данные ЮНЕСКО) значения на 2025г. Он также дает представление о неравномерности изменения численности населения в зависимости от уровня экономического развития стран, о различиях между «Севером» и «Югом».

Рисунок 4 – Рост популяции людей Нижний график изображает три варианта прогноза роста численности населения Земли. Цветом на нем обозначено:

синий – рост популяции людей с 1800г. ( когда человечество достигло численности в 1 млрд) и предположительный ее рост до 2150 г.;

красный – максимальный прогноз роста популяции людей;

желтый – минимальный прогноз роста популяции людей.

В настоящее время человечество оказалось на пороге крупнейшего изменения климата, вызванного человеком. Причина этого изменения – увеличение в атмосфере углекислого газа (СО2) и некоторых других газов (СН4, углеводорода, оксидов азота и др.), которые поглощают инфракрасное излучение от Земли, нагреваются и тем самым нагревают нашу планету (таблица 1).

Таблица 1 – Парниковые газы Газ Потенциал потепления, Вклад в парниковый % эффект, % СО2 1 СН4 21 NOх 310 5,Полициклические 4000-11700 фторуглероды В результате потепления измениться циркуляция атмосферы (уменьшится), что повлияет на распределение осадков и, следовательно, на экосистемы Земли и ее биосферу.

Чтобы этого не произошло, необходимо:

- разрабатывать и внедрять солнечные и другие бестопливные источники энергии;

- увеличивать КПД использования горючего на транспорте и осуществлять другие типы экономии энергии;

- прекращать вырубку лесов, особенно тропических;

- сажать новые леса.

Глобальная проблема возможного потепления климата вследствие парникового эффекта затронула интересы всех государств. Поэтому в 1997 г. в Китае (Япония) было достигнуто международное соглашение, по которому промышленно развитые страны обязались до 2010 г. снизить выбросы диоксида углерода на 8%. И хотя это немного, все же сделанный первый шаг в осознании ответственности за будущее развитие человечества. Можно надеется, что будут сделаны и следующие шаги.

На рисунке 5 в левой части представлен механизм парникового эффекта в естественной природной среде: часть солнечного излучения (желтый цвет) от парниковых газов (водяные пары, диоксиды углерода, метан) отражается назад к земной поверхности (красный цвет), нагревая ее.

Рисунок 5 – Схема парникового эффекта В правой части рисунка 5 представлен «вклад» человека в усиление парникового эффекта: увеличение диоксида углерода в результате сжигания топлива, метана – в результате возделывания риса, озона в приземном слое атмосферы, производство фреонов. Красный – элементы усиливающие парниковый эффект.

Озоновый слой в стратосфере предохраняет земную поверхность от ультрафиолетового излучения, в том числе от особенно опасного коротковолнового излучения (320-180нм), умерщвляющего живые клетки, повреждающего биологические молекулы, включая ДНК, вызывающие рак кожи и заболевание глаз.

Озоновая дыра впервые была обнаружена в 1985 г., когда над Антарктидой было обнаружено огромное пространство с понижением (до 50%) содержанием озона, получившее название «озоновой дыры». Ее образование связывали с появлением фтор-хлор-углеводородов, например фреонов. Расширение озоновой дыры может привести к гибели высокоорганизованной жизни на Земле.

По мнению ряда ученых – экологов, к 2030г. в России, при сохранение нынешних темпов истощения озонового слоя, заболеют раком кожи дополнительно 6 млн человек. Растения под влиянием сильного ультрафиолетового излучения постепенно теряют свою способность к фотосинтезу.

По данным международной экологической организации «Гринпис», основными поставщиками хлорфторуглеродов (фреонов) являются США (30,85%), Япония (12,42%), Великобритания (8,62%) и Россия (8,0%).

Люди осознали грядущую опасность, и были приняты меры по охране озонового слоя Земли. Так, были заключены международные соглащения, запрещающие производство фреонов (Венская конвенция 1985 г., Монреальский протокол 1987 г., а в 1992 г. в Копенгагене было подписано соглашение, по которому в странах, участвующих в соглашении, к 200 г. должно было быть исключено применение всех веществ, угрожающих озоновому слою. (Смотрите рисунок 6).

«Кислотные дожди» образуются при промышленных выбросах в атмосферу диоксида серы и оксидов азота, которые, соединясь с атмосферной влагой, образуют разбавленную серную и азотную кислоты. В результате дождь и снег оказываются подкисленными. Воздействие кислотных дождей снижает устойчивость лесов к засухам, болезням, природным загрязнениям, что приводит к их деградации как природных систем.





Примером негативного воздействия кислотных осадков на природные экосистемы является закисление озер. Особенно интенсивно оно происходит в Канаде, Швеции, Норвегии и Финляндии. В России площадь закисления - несколько десятков миллионов гектаров.

Влияние кислотности сказывается на состоянии техногенных объектов, памятников культуры и т. д.: разрушается мрамор, известняк и другие облицовочные камни, срок службы железобетонных конструкций снижается в несколько раз.

Рисунок 6 – Схема загрязнения озонового слоя 3 Природные ресурсы и их использование Природные (естественные) ресурсы – это природные объекты и явления, т.е. различные тела и силы природы, которые человек использует для создания материальных благ, обеспечивающих не только поддержание существования человечества, но и постепенное повышение качества жизни. На рисунке 7 дана классификация природных ресурсов.

Ресурсы Неисчерпаемые Невозобновимые Металли- Неметал Непосред- Ветер, Ископаемое ческое лическое ственно приливы, топливо минераль- минера- Солнечная текущая ное сырьё льное Энергия вода (железо, сырье медь, др.) (глина) Потенциальное возовновимые Чистый воздух Пресная вода Плодородная почва Растения и животные Рисунок 7 – Классификация природных ресурсов С давних пор люди использовали энергию ветра (парусный флот, ветряные мельницы и т.п.). В настоящее время использование этого неисчерпаемого источника экологически чистой энергии становится одним из наиболее развитых и перспективных вариантов нетрадиционной энергетики. О распространении и развитии ветряных электростанций в Европе можно судить по нижеприведенной таблице 2. Ветреная турбина, за год вырабатывающая 400 кВт электроэнергии, компенсирует 120-300 т угля и не загрязняет атмосферу. Небольшие ВЭУ – идеальные источники энергии для ферм. Они могут быть подключены к центральной системе энергоснабжения, дающей ферме энергии в безветренные дни и, наоборот, принимающей излишки энергии от ВЭУ в особо ветреную погоду.

Таблица 2 – Использование энергии ветра Мощность ветряных электростанций, МВт 1993 г. прогноз на 2000-2005 гг.

Страна Дания 475 Германия 130 Нидерланды 110 Испания 45 Греция 18 Италия 7 На рисунке 8 представлена информация об использовании энергии ветра.

Слева вверху: распределение шума при работе ветряной установки. Показано постепенное снижение шума по мере удаления от электростанции. Для сравнения: шум в 40-60 дБ соответствует уровню шума на оживленной городской улице.

Слева в низу зависимость между скоростью ветра и производительностью электростанции. Наибольшая производительность достигается при скорости ветра около 15 м/сек.

Справа в верху: рост мирового производство ветроэнергетики. Можно сравнить эти данные с приведенными выше в таблице 2.

Справа в низу: доля энергетики ветра в общем потреблении энергии, достигнутая к 2000 г.

Достаточно широко применяются геотермальные и гелио-термальные источники энергии. Циркулирующая на глубине 2-3 км вода нагревается до температуры, превышающей 100°С за счёт радиоактивных процессов, химических реакций и других явлений, протекающих в земной коре. В ряде районов земли такие воды выходят на поверхность. Значительные запасы их имеются в нашей стране на Дальнем Востоке, Восточной Сибири, Северном Кавказе и других районах. Существуют запасы высокотемпературного пара и пароводяной смеси на Камчатке, Курильских островах и в Дагестане.

Технологические процессы получения тепловой и электрической энергии из таких вод достаточно хорошо разработаны, их себестоимость в 2-2,5 раза ниже тепловой энергии, получаемой в обычных котельных. На Камчатке работает геотермальная электростанция мощностью 5 кВт. Предполагается сооружать такие, но более мощные 100 и 200 МВт блоки. В Краснодарском крае теплота подземных вод используется для теплоснабжения промышленных предприятий, населения, животноводческих комплексов, многочисленных теплиц.

Рисунок 8 – Использование энергии ветра К новым источникам энергии относится энергия морских приливов и отливов. Принцип действия приливных электростанций основан на том, что энергия падения воды, проходящей через гидротурбины, вращает их и приводит в движение генераторы электрического тока. На однобассейновой приливной электростанции двойного действия, работающей во время прилива и отлива, можно вырабатывать энергию четыре раза в сутки при наполнении и опорожнении бассейна в течение 4-5 часов. Крупная приливная электростанция работает во Франции на берегу Ла-Манша, в устье р. Ране. В России в 1968 г. пущена в эксплуатацию небольшая электростанция на побережье Баренцева моря в губе Кислов.

Энергию океана можно использовать, сооружая волновые электростанции, установки, использующие энергию морских течений, разницу температур поверхностных теплых и глубинных холодных слоев воды или подлёдных слоев воды и воздуха. Проекты таких энергетических установок разрабатываются в ряде стран: США, Японии, России.

Солнце является основным неисчерпаемым источником энергии на Земле. Дом, в котором используется солнечная энергия называется солнечным домом. О преимуществах использования солнечной энергии говорят следующие данные: для отопления дома, рассчитанного на одну семью, в год требуется примерно 60 – 80 ц. угля, в результате сгорания которого получается около кВт·ч энергии. Такое же количество энергии поступает с 35 м2 площади крыши, оборудованной солнечным коллектором.

Pages:     || 2 | 3 | 4 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

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 1-2 рабочих дней удалим его.