5. Шубина

ФЕДЕ1'АЛЬН0Е АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТР0ИТЕ7!ЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Ч? Экология .^ Учебное пособие -1^ 1'ТГ 1'Т ,' • н • ^ ^ •• МОСКВА 2 0 0 8 УДК 574 ББК 57.026 Экология: Учебное пособие /Под ред. Е.В.Шубиной; Моск. гос. строит, ун-т. - М.: МГСУ, 2008 г. - 160 с. ПРЕДИСЛОВИЕ КВН 5-7264-0453Х ,) Коллектив авторов проф., канд.техн.наук Е.В.Шубина, доценты, кандидаты техн.наук И.Ю. Саклаков, П.А. Потапов, П.М. Жук, А.М.Дерюга, А.В.Манько, доц., канд.биол. наук М.А. Кучкина, доценты, кан дидаты геол.-минер. наук В.П. Коновалов, В.Ю. Тимофеев, ст.преп. Т. Г. Богомолова, ассиет. О.Е.Рахнов Рецензенты проф. канд.техн.наук М.В.Графкина (МАМИ (ТУ)), проф., д-р физ.-мат.наук В.П.Шутяев (Институт вычислительной математики РАН) 18ВК 5-7264-0453Х • Кол. ав 1.20081 ) МГСУ. 2008 г. Учебное пособие состоит из двух частей. Первая часть посвя щена теоретическим основам науки «Экология». Здесь экология рассматривается как наука и область человеческой деятельности, формулируются ее предмет, цели и задачи. Эта часть содержит основные положения общей экологии, речь идет о Человеке и его месте в биосфере, о возможных экономических принципах управления качеством окружающей среды и экологической нор мативно-правовой базы РФ. Излагаются также некоторые вопро сы прикладной экологии, такие как основные загрязнения био сферы и ее защита, солнечная энергия, экологическая безопас ность строительных материалов. Особое внимание уделено ас пектам эколого-экономического регулирования управлением ка чества окружающей среды, включая современное состояние экоуправления в России, экологические риски как оценку экологиче ской безопасности окружающей среды, а также вопросы экологи ческого страхования. Вторая часть пособия - это экологический практикум по ос новным теоретическим разделам, изложенным в первой части. Предлагаемые практические работы могут быть непосредственно использованы для занятий со студентами. Учебное пособие может быть полезно студентам и аспирантам всех строительных специальностей. текающих в биологических системах различного уровня, и част ную биоэкологию, предмет изучения которой - экологические яв ления, наблюдающиеся в жизни какой-либо отдельной группы организмов (например, экология птиц и рыб, экология насекомых и экология растений и т.д.). Общая биоэкология подразделяется на аутэкологию (или экологию особей), демэкологию (или популяционную экологию) и синэкологию (экологию биотических систем: биоценозов, экосистем...) Самостоятельными направлениями общей биоэкологии явля ются эволюционная экология (исследует экологические аспекты эволюционного процесса) и палеоэкология (изучает экологиче ские процессы и явления предшествующих геологических эпох), геоботаника, исследующая наземные растительные сообщества. К биоэкологическим дисциплинам относят гидробиологию или водную экологию, почвенную экологию и экологию паразитов. Каждая из этих наук имеет свой особый предмет изучения - ор ганизмы, обитающие в одной из основных сред жизни (вода, поч ва, тело другого организма). Геоэкология - это наука, исследующая структуру среды, в которой существуют и с элементами которой контактируют орга низмы. При геоэкологических исследованиях основное внимание уделяется не организмам и образуемым ими системам, а измене нием в структуре среды как географического объекта. Основные направления геоэкологии на современном этапе: • ландшафтная экология (основной предмет - антропогенные изменения структуры ландшафтов); • биосферология, изучающая структурно-функциональную организацию биосферы. • геохимическая экология, исследующая влияние экологиче ских факторов на геохимические процессы. Социоэкология - наука, изучающая взаимоотношения в сис теме «общество - природа». Одной из основных задач этого на правления является разработка научных основ рационального природопользования, минимизация негативного воздействия. Другой задачей социоэкологии служит создание и сохранение среды, благоприятной для развития человеческого общества. Ч а с т ь 1. Экология как наука и область человеческой деятельности ВВЕДЕНИЕ Появление в биосфере человека коренным образом изменило темпы и содержание природных процессов, породив ряд проти воречий, составивших современный экологический кризис. В дуализме человека как биологического вида и одновременно социального существа заключается основной конфликт совре менного человечества с окружающей средой. Преодоление этого кризиса возможно только на основе кардинального углубления знаний относительно происходящих в биосфере процессов и раз вития на основе этих знаний концепции устойчивого развития человечества. Поэтому человечество, составляющее неотъемле мую часть биосферы, может установить гармоничные взаимоот ношения с природой и, тем самым, сохранить себя как биологи ческий вид только на основе глубокого знания законов формиро вания, функционирования и взаимодействия биологических сис тем. .: Для понимания и успешного разрешения накапливающихся экологических проблем необходим "биоцентрический" подход, основанный на понимании сущности природных процессов. Тер мин "экология" образован из двух греческих слов: "о1ко8", что означает дом, жилище, и "1о§08" - учение, слово и дословно пере водится как наука о доме. Впервые этот термин использовал Эрнст Геккель в 1866 г., определив экологию как "познание эко номики природы, одновременное исследование всех взаимоот ношений с органическими и неорганическими компонентами среды". Экология - это комплекс наук, изучающих взаимоотношения живых организмов между собой и с окружающей их средой. Со временная экология представляется следующими направлениями. Биоэкология изучает живой компонент системы «организм среда». Разделяется на две части - общую биоэкологию, иссле дующую общие закономерности экологических процессов, про4 I Предмет социоэкологии - все без исключения аспекты взаи модействия человека, его групп и общественных систем с окру жающей средой. Внутри социоэкологии существуют несколько самостоятельных направлений: • Экология человека - наука о взаимодействии индивидуаль ного человека с окружающей средой. Ветвями этого направления можно считать: ^иедицинскую экологию, изучающую влияние сре ды на здоровье человека, видеоэкологию - науку о влиянии на че ловека степени внешней привлекательности окружающей его среды и др. • Урбоэкология или экология городской среды изучает взаи модействия в системе «общество - природа» на уровне населен ного пункта (города). Одним из направлений является санитар но-гигиеническая экология, предмет которой - исследование про цессов формирования условий среды в человеческих поселениях. • Социальная экология - наука, рассматривающая взаимо действия со средой отдельных социальных образований и обще ства в целом. Сюда в качестве отдельных дисциплин входят: де мографическая экология (наука о взаимном влиянии демографи ческих и экологических процессов) и этническая экология, ис следующая специфику взаимоотношений со средой отдельных этносов. • Политическая экология - наука, изучающая влияние на ок ружающую среду государственной деятельности, администра тивной структуры государственного аппарата. Техноэкология исследует процессы в системе «производство - окружающая среда». В техноэкологии выделился ряд дисцип лин, изучающих воздействие на окружающую среду одного из широко распространенных видов производства, например про мышленная экология изучает влияние промышленного производ ства, градостроительная экология изучает воздействия строи тельной деятельности, агроэкология или сельскохозяйственная экология изучает воздействие, оказываемое на среду сельскохо зяйственной деятельности. Особая область техноэкологии ~ это военная экология, задачей которой является оценка и учет побочных экологических эффек тов, сопутствующих применению различных видов вооружения. Существуют также направления техноэкологии, изучающие отдельные виды техногенного воздействия: химическая экология, исследующая главным образом влияние па организмы изменения химического состава среды; физическая экология, посвященная проблемам физического загрязнения; радиационная экология или радиоэкология, предметом которой является радиационное за грязнение среды. Специфический предмет исследования, принципиально от личный от большинства других экологических дисциплин, имеет техническая экология. Главными предметами изучения являются: • Биоповреждение - процесс разрушения материалов и из делий, происходящий в результате жизнедеятельности различных организмов (бактерий, грибов, термитов и многих других). Дис циплина, изучающая данные явления называется гилобиология. • Биопомехи - различные затруднения в производственной деятельности, причиной которых являются живые организмы. Инженерная экология — это паука о регулировании качества среды инженерными методами и о целенаправленном создании новых компонентов биосферы с заданными свойствами. Подраз деляется на: инженерно-мелиоративную экологию, биомелиора тивную экологию, конструкционную экологию. Предметом космоэкологии являются любые экологические процессы, протекающие за пределами земной биосферы. Космическая экология исследует экологические проблемы, существования человека, других земных организмов и искусст венных экосистем в космических аппаратах. В ближайшем буду щем область космической экологии, вероятно, дополниться на правлением, исследующим возможность создания условий для обитания земных организмов на других космических телах. В от личие от этого экология космоса - это наука, исследующая нега тивные экологические эффекты, сопровождающие освоение че ловеком внеземного пространства. В настоящее время актуаль ным уже стал вопрос об антропогенном загрязнении околоземно го пространства и изучение воздействия этого загрязнения на ус ловия жизни на Земле. Р а 3 д е л 1. ОСНОВНЫЕ п о н я т и я НАУКИ «ЭКОЛОГИЯ» 1.1. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ Вся неживая и живая природа, окружающая конкретные рас тения, животных и человека, носит название среды обитания, а отдельные компоненты среды, влияющие на организмы, называ ются экологическиуми факторами. По природе своего происхож дения выделяются абиотические, биотические и антропогенные факторы. Абиотические факторы - это свойства неживой приро ды, которые прямо или косвенно влияют на жизнедеятельность организмов. Биотические факторы - это все формы воздействия живых организмов друг на друга. До недавнего времени к биоти ческим факторам относили и воздействие человека на живые ор ганизмы, однако вследствие резкого увеличения масштабов этого влияния начали выделять особую категорию факторов, порож даемых человеком. Антропогенные факторы - это все формы деятельности человеческого общества, которые приводят к изме нению условий среды обитания и непосредственно сказываются на жизнедеятельности биосферы, включая само человеческое общество. Таким образом, каждый живой организм испытывает влияние неживой природы, организмов других видов, в том числе и чело века и, в свою очередь, сам оказывает воздействие на каждую из этих составляющих. 1.1.1. Биотические факторы Распространение и численность организмов каждого вида ог раничиваются не только условиями внешней неживой среды, но и их отношениями с организмами других видов. Непосредственное живое окружение организма составляет его биотическую среду, а факторы этой среды называются биотическими. Рассмотрим характерные особенности биотических отноше ний различных типов. Конкуренция является в природе наиболее распространенным типом отношений, при которых две популяции или две особи в ! I борьбе за необходимые для жизни ресурсы и условия воздейст вуют друг на друга отрицательно. Конкуренция бывает внутривидовой и межвидовой. Конку рентное взаимодействие может касаться жизненного пространст ва, пищи или биогенных элементов, света, места укрытия и мно гих других жизненно важных факторов. Преимущества в конку рентной борьбе достигаются видами различными способами. При одинаковом доступе к ресурсу общего пользования один вид мо жет иметь преимущество перед другим за счет более интенсивно го размножения, потребления большего количества пищи или солнечной энергии, способности лучше защитить себя, адаптиро ваться к более широкому диапазону абиотических факторов. Конкурентные отношения - один из важнейших механизмов формирования видового состава сообществ, пространственного распределения видов популяций и регуляции их численности. Поскольку в структуре экосистемы преобладают пищевые взаимодействия, наиболее характерной формой взаимодействия видов в трофических цепях является хищничество, при котором особь одного вида, называемая хищником, питается организмами другого вида, называемого жертвой, причем хищник живет от дельно от жертвы. В таких случаях говорят, что два вида вовле чены в отношения хищник - жертва. Еще один распространенный тип взаимодействия видов - па разитизм. В этом случае речь идет об отношениях хозяинпаразит. Паразиты питаются за счет другого организма, называе мого хозяином, однако в отличие от хищников они живут на хо зяине или внутри его организма на протяжении значительной части своего жизненного цикла. Паразит использует для своей жизнедеятельности питательные вещества хозяина, тем самым постоянно ослабляя, а нередко и убивая его. От паразитизма отличается аменсализм, при котором один вид причиняет вред другому, не извлекая при этом для себя никакой пользы. Чаще всего это те случаи, когда причиняемый вред за ключается в изменении среды. Так поступает человек, разрушая и загрязняя окружающую среду. Симбиоз - это длительное, неразделимое и взаимовыгодное отношение двух или более видов организмов, например жвачные животные (коровы, олени и др.) переваривают клетчатку с помо щью бактерий. Стоит только удалить этих симбионтов, и живот ные погибнут от голода. Другим вариантом отношений между двумя видами является комменсапизм. Извлекая из хозяина значительную пользу (пища, убежище), виды-комменсалы не приносят ему никакой выгоды или заметного вреда, например, многочисленные виды насеко мых встречаются исключительно в муравейниках, норах грызу нов, гнездах птиц, используя их как местообитание с более бла гоприятным микроклиматом. Нейтрализм - это такой тип отношений, при котором пи одна из популяций не оказывает на другую никакого влияния: никак не сказывается на росте и плотности популяций, находящихся в равновесии. В действительности бывает, однако, довольно труд но при помощи наблюдений и экспериментов в природных усло виях убедиться, что два вида абсолютно независимы один от дру гого. Иногда животных, например, многих насекомых, поедающих растения, а также паразитов, хищников рассматривают в качестве естественных врагов тех организмов, за счет которых они суще ствуют. Строго говоря, такой подход не верен. Паразиты и хищ ники, зоофаги и фитофаги являются факторами среды по отно шению к своим хозяевам, жертвам и т.п. Следовательно, все они необходимы друг другу и экосистеме в целом. В естественных условиях ни один вид не стремится и не может привести к унич тожению другого. Более того, исчезновение какого-либо естест венного "врага" из экологической системы может привести к вы миранию того вида, за счет которого развивается этот "враг". Все эти обстоятельства должны учитываться при проведении мероприятий по управлению экологическими системами и от дельными популяциями. 1.1.2. Абиотические факторы Рассмотрим абиотические факторы наиболее общего характе ра, действующие на все организмы. Такими факторами являются, в первую очередь, температура, влажность и свет. Эти факторы действуют и на растения, и на животных, и на микроорганизмы. 10 I Температура определяет интенсивность обмена веществ у ор ганизмов и их географическое распространение. Диапазон темпе ратур, в которых может существовать жизнь вообще, составляет приблизительно 300°С. При экстремальных (предельных) темпе ратурах выживают споры некоторых грибов, бактерии и вирусы. Большинство видов может существовать в более узком диапазоне температур. Таким образом, температура является важным и очень часто лимитирующим фактором. Кроме того, температур ные ритмы в значительной степени контролируют сезонную и су точную активность растений и животных. Влаж:ность - параметр, характеризующий содержание водя ного пара в воздухе. В природе существуют определенный су точный ритм влажности - повышение ночью и снижение днем, сухие и влажные сезоны года и т.п. Этот фактор наряду со светом и температурой играет важную роль в регулировании активности организмов. Влажность влияет на способность организмов пере носить экстремальные температуры, например при условиях влажности, близких к критическим, температура оказывает более важное лимитирующее влияние. Аналогично влажность играет более критическую роль, если температура близка к предельным значениям. Крупные водоемы значительно смягчают климат су щи, так как для воды характерна большая скрытая теплота паро образования и таяния. Фактически существуют два основных ти па климата: континентальный с крайними значениями темпера туры и влажности и морской, которому свойственны менее рез кие колебания, что объясняется смягчающим влиянием крупных водоемов. Излучение Солнца представляет собой электромагнитные вол ны различной длины. Оно совершенно необходимо живой приро де, так как является основным внешним источником энергии. Анализ спектра распределения энергии излучения Солнца за пре делами земной атмосферы показывает, что около 50 % солнечной энергии излучается в инфракрасной области, 40 % - в видимой и 10 % - в ультрафиолетовой и рентгеновской областях. Для живого вещества важны количественные характеристики света - длина волны, интенсивность и продолжительность воз действия. Известно, что различные животные и растения по11 разному реагируют на изменение длины световой волны. Цвето вое зрение хорошо развито у некоторых видов членистоногих, рыб, птиц и млекопитающих, но у других видов тех же групп оно может отсутствовать, поэтому, например, одни животные ведут дневной образ жизни, а другие - ночной. Ионизирующее излучение (рентгеновское, альфа-, бета-, гам ма-излучение) выбивает электроны из атомов и присоединяет их к другим атомам с образованием пар положительных и отрица тельных ионов. Его источником служат радиоактивные вещества (радиоактивные изотопы, радионуклиды), содержащиеся в гор ных породах, кроме того, оно поступает из космоса. Альфаизлучение представляет собой поток ядер атомов гелия. Это из лучение хорошо поглощается воздухом. Листок бумаги и верх ний роговой слой кожи вообще его останавливает. Бета-излучение - поток электронов. Оно хуже поглощается воздухом и может проникать в живые ткани на глубину в не сколько сантиметров. Гамма-излучение является высокочастотным электромагнит ным излучением в отличие от корпускулярного альфа- и бетаизлучения. Оно слабо поглощается воздухом, легко проникает в вещество, высвобождая энергию на протяжении длинного следа. Ионизирующее излучение действует в первую очередь на ДНК и хромосомы клеток. Высокие дозы облучения могут убить или привести к стерильности организма. Разные виды живых ор ганизмов сильно отличаются по своим способностям выдержи вать большие дозы радиационного облучения. Наиболее чувстви тельны к радиации млекопитающие и особенно человек. Насеко мые в тысячи раз более устойчивы. Самой большой устойчиво стью к радиации отличаются бактерии. Относительно низкие до зы облучения вызывают увеличение частоты мутаций в клетках организма. Подавляющее большинство мутаций либо гибельно (летальные мутации) либо вредно для организма и популяции. Только очень небольшой процент мутаций (примерно 1 из 10000) может быть полезен для популяции. Как показывают данные ис следований, наиболее чувствительны к облучению быстро деля щиеся клетки. 12 1.1.3. Антропогенные факторы Антропогенные факторы - это все формы деятельности чело веческого общества, которые приводят к изменению условий среды обитания и непосредственно сказываются на жизнедея тельности биосферы, включая само человеческое общество. Таким образом, каждый живой организм испытывает влияние неживой природы, организмов других видов, в том числе и чело века и, в свою очередь, сам оказывает воздействие на каждую из этих составляющих. 1.2. ЭКОСИСТЕМА, ЕЕ ФУНКЦИИ И СТРУКТУРА Живые организмы, составляющие земную биосферу, находят ся в постоянном взаимодействии между собой и с окружающей их неживой природой. Это взаимодействие включает в себя об мен веществом, энергией, информацией и формирует единую систему, сохраняющую устойчивость в течение длительного вре мени. Такую систему называют экологической системой, или экосистемой. Экосистема - совокупность живых организмов и условий их существования, объединенная постоянно действующим процес сом обмена веществом, энергией и информацией в единое целое. Важно отметить, что экосистема - не просто сумма всех организ мов на определенной территории. Это устойчивая саморегули руемая система взаимосвязанных живых и неживых (косных) компонентов. Различают естественные (природные) экосистемы, сформированные в результате взаимодействия природных факто ров, и искусственные (антропогенные), созданные человеком. Природными экосистемами являются озеро, участок леса и т.п. В качестве примеров искусственных экосистем можно привести такие, как сельскохозяйственное поле, город, аквариум, космиче ский корабль и т.д. Экосистема может быть любых размеров - от капли воды до биосферы в целом, но независимо от размеров для любой экоси стемы характерны три основополагающих признака: 13 1) экосистема состоит из взаимосвязанных живых и нежи вых компонентов; 2) в экосистеме происходит непрерывный обмен веществом, энергией и информацией; 3) благодаря определенной структуре и взаимодействию био тических и абиотических (косных) компонентов экосистема со храняет устойчивость в течение длительного врСхМени. Экосистема состоит из разнообразных организмов, играющих разные роли в сообществе. Соответственно ролям выделяют три большие группы организмов: продуценты, консументы и реду центы. Продуценты - это автотрофные (от греч. аи1:08 - сам и 1;горЬе питание) организмы, синтезирующие органические вещества из неорганических посредством фотосинтеза или хемосинтеза. К ним относятся зеленые растения, водоросли, фототрофные и хемотрофные бактерии. Большую часть органического вещества современной биосферы синтезируют растения в процессе фото синтеза. Кроме растений, продуцировать органическое вещество спо собны определенные бактерии. Некоторые из них, в отличие от растений, создают свои ткани без участия солнечной энергии. Эти бактерии используют энергию, выделяемую при окислении неорганических соединений, например, аммиака, железа и осо бенно серы. Это так называемая энергия химического синтеза, поэтому такие организмы называются хемосинтетиками. Хемосинтезирующие бактерии, как правило, живут там, куда не про никает солнечный свет, но где в изобилии скапливается серово дород (например, в глубоких океанических впадинах). Таким образом, растения и хемосинтетики создают органиче ское вещество из неорганических составляющих, заимствуя энер гию окружающей среды. Ежегодно фотосинтезирующими орга низмами синтезируется до 100 млрд т органических веществ. Макроконсументы - гетеротрофные (от греч. Ье1:его8 - другой) организмы, нуждающиеся для поддержания жизни в потреблении биоорганических веществ. К консументам относятся самые раз нообразные организмы. Главным образом, это животные: про стейшие, насекомые, пресмыкающиеся, рыбы, птицы и, наконец, 14 млекопитающие, включая человека. Гетеротрофно питаются так же некоторые растения и части (органы) растений, не содержа щие фотосинтезируюших пигментов. Консументы подразделяют ся на ряд уровней в зависимости от источников их питания. Животные, питающиеся непосредственно продуцентами, на зываются первичными консументами или консументами первого порядка. Их самих употребляют в пищу вторичные консументы. Например, кролик, питающийся капустой, это консумент первого порядка, а лиса, охотящаяся за кроликом, - консумент второго порядка. Некоторые виды живых организмов соответствуют не скольким таким уровням. Например, когда человек ест овощи он питается как консумент первого порядка, говядину - как кон сумент второго порядка, употребляя же в пищу хищную рыбу, он выступает в роли консумента третьего порядка. Первичные кон сументы, питающиеся только растениями, называются расти тельноядными или фитофагами. Консументы второго и более высоких порядков - плотоядные. Виды, употребляющие в пищу как растения, так и животных, относятся к всеядным. Микроконсументы, или редуценты - сапротрофные (от греч. 8арго8 - гнилой) организмы, питающиеся мертвым органическим веществом. Они разлагают сложные соединения сложной органи ки до более простых, поглощают продукты разложения и, что особенно важно, высвобождают неорганические вещества, при годные для использования продуцентами. Благодаря деятельно сти редуцентов трупы животных, продукты их жизнедеятельно сти, растительные остатки, различные органические вещества разлагаются до простых органических и неорганических веществ, снова включающихся в круговорот вещества. К редуцентам отно сятся многие бактерии, грибы, черви, насекомые и т.п. Редуценты служат на Земле санитарами и замыкают круговорот вещества, разлагая в конечном итоге органику на исходные неорганические составляющие - углекислый газ и воду. Таким образом, сообщество выполняет три тесно связанные функции - продукцию, потребление и разлож:ение органики. Эта связь осупюствляется посредством пищевых (трофических) це пей. 15 1.3. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ «ОРГАНИЗМ-СРЕДА ОБИТАНИЯ» Несмотря на многообразие экологических факторов и различ ную природу их происхождения, существуют некоторые общие закономерности их воздействия на живые организмы. Для жизни организмов необходимо определенное сочетание условий. Если все условия среды обитания благоприятны, за ис ключением одного, то именно это условие становится решающим для жизни организма и популяции, в состав которой он входит. Оно ограничивает (лимитирует) развитие организмов и поэтому называется лимитирующим фактором. В 1840 г. Юстас Либих экспериментально доказал, что «рост растения зависит от того элемента питания, который присутствует в минимальном количе стве» и сформулировал закон минимума. Обобщенно закон ми нимума можно сформулировать так: жизнеспособность организ ма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей. Дальнейшие исследования показали, что лимитирующим фак тором может быть не только недостаток, но и избыток различных факторов, например, тепла, воды, солей или освещенности. Сле довательно, жизнь организма ограничивается не только миниму мом, но и максимумом экологического фактора. Понятие о том, что наравне с минимумОхМ лимитирующим фактором может быть и максимум, ввел в 1913 г. В. Шелфорд. Он сформулировал закон толерантности, определив толерантность как способность орга низма переносить неблагоприятное влияние того или иного фак тора среды. Согласно этому закону, лимитирующим фактором может быть как минимум, так и максимум экологического воз действия, а диапазон между ними определяет величину выносли вости - предел толерантности. Благоприятный диапазон действия экологического фактора называется зоной оптимума (нормальной жизнедеятельности). Чем значительнее отклонение действия фактора от оптимума, тем больше данный фактор угнетает жизнедеятельность популяции. Этот диапазон называется зоной пессимума (угнетения). Макси мально и минимально переносимые значения фактора - это кри тические точки, за пределами которых существование организма или популяции уже невозможно. Толерантность (терпимость) ор16 ( ганизмов имеет ряд особенностей, которые в некоторых случаях нельзя не учитывать: 1. Организмы могут иметь широкий диапазон толерантности в отношении одного фактора и узкий диапазон в отношении друтого. 2. Если организм находится в неоптимальных условиях по од ному экологическому фактору, то его диапазон толерантности может сузиться в отношении других факторов. 3. Недостаток одного фактора в некоторых случаях можно компенсировать избытком другого. Вследствие этого виды с широким диапазоном толерантности ко всем факторам наиболее широко распространены в природе. Для того чтобы охарактеризовать степень толерантности видов, в экологии существует ряд терминов, в которых используются приставки стено - узкий, и эври - широкий, например, стенотермные виды живут в узком температурном диапазоне, а эвритермные - в широком, стенобиотные - в строго определенных экологических условиях, а эврибиотные виды могут приспосаб ливаться к самым разнообразным условиям и т.п. Разные экологические факторы, действуя одновременно, мо гут изменять зону оптимума и пределы выносливости организма. Это явление получило название взаимодействия экологических факторов. Общеизвестно, что жару легче переносить при сухом, а не влажном воздухе; угроза замерзания значительно выше при низкой температуре с сильным ветром, чем в безветренную пого ду. Происходит так называемая компенсация действия факто ров. Взаимная компенсация имеет определенные пределы и пол ностью заменить один из факторов другим нельзя. Полное отсут ствие хотя бы одного из необходимых условий делает жизнь ор ганизмов невозможной, несмотря на самые благоприятные соче тания других условий. Следовательно, все условия среды, необ ходимые для поддержания жизни, играют одинаково важную роль, и любой фактор может ограничивать возможности сущест вования организмов - в этом состоит закон равнозначности всех условий жизни. Биологический вид может существовать только в том случае, если его генетические возможности приспособления соответст вуют условиям окружающей среды. Каждый вид возник в опре- деленной среде и в той или иной степени приспособился к ней. Если изменения условий окружающей среды выходят за рамки генетической пластичности вида, то вид не может приспосо биться к новым условиям и вымирает. На этом, в частности, ос нована одна из гипотез вымирания крупных пресмыкающихся, которая предполагает, что произошли резкие изменения абиоти ческих условий на планете. Эти изменения могли быть вызваны падением метеорита, кометы или чрезвычайно высокой вулкани ческой активностью. Крупные организмы менее изменчивы, чем мелкие, и для адаптации им нужно гораздо больше времени. Вследствие этого выжили преимущественно мелкие виды пре смыкающихся и млекопитающие. Поэтому коренные преобразо вания природы опасны для многих ныне существующих видов, в том числе и для человека. 1.4. БИОСФЕРА Биосфера - это оболочка Земли, состав, структура и энергетика которой определяются деятельностью живых организмов. Верх няя ее граница охватывает часть атмосферы до высоты 20-25 км (до высоты озонового слоя), нижняя граница захватывает часть литосферы на суше 2-3 км и 1-2 км ниже дна океана. Таким обра зом, биосфера охватывает часть атмосферы, часть литосферы и всю гидросферу. В пробах воздуха на высоте 15-20 км обнаруживаются различ ные микроорганизмы, споры грибов, бактерии. Верхнюю часть литосферы, состоящую из осадочных пород - известняка и мела, тоже можно отнести к биосфере, поскольку эти породы образо ваны из раковин одноклеточных организмов. Развитие В.И. Вернадским учения о биосфере как о высшем уровне взаимодействия живой и неживой материи, по сути, и оп ределило возникновение экологии, лежащей на стыке биологиче ских наук и наук физико-химического и геологического циклов. Итак, под биосферой мы понимаем тонкую оболочку Земли, в которой все процессы определяются жизнедеятельностью орга низмов. Мир живого - это единая система, пронизанная множест вом разнообразных связей на всех уровнях своих подсистем. Не даром принято утверждать, что устойчивость биосферы как са18 моорганизующейся системы обусловлена и обеспечивается в те чение всего времени ее существования исключительно разнооб разием структуры и связей ее многочисленных подсистем. Известно два основных определения понятия «биосфера». Первое из них отражает изначальное понимание этого термина как единой совокупности существующих на Земле живых орга низмов. Второе определение, введенное В.И. Вернадским, носит более общий характер и рассматривает биосферу как сферу един ства живой и неживой природы. Феномен жизни требует одновременного выполнения огром ного множества требований. В.И. Вернадский небезосновательно рассматривал его как естественную составляющую «стройного космического механизма» эволюции Вселенной. Действительно, весьма узкий диапазон физических параметров, определяющий пределы существования земной жизни, побуждает рассматривать ее возникновение и сохранение сквозь призму антропного прин ципа, согласно которому появление во Вселенной жизни и разума предопределены начальными условиями глобального процесса неуклонно восходящего развития материального мира. Знакомство с основными этапами эволюции Вселенной убеди тельно показывает, что всякий раз на новый, более высокий уро вень упорядоченности переходит лишь незначительная доля ма терии, для которой вероятность такого перехода оказывается реа лизованной. Из более двух миллионов современных видов живых организ мов, составляющих биосферу, только вид Ното 8ар1еп8 (именно так классифицирует теория антропогенеза современного челове ка) обладает тем качеством высшей нервной деятельности, кото рое называется разумом. Итак, земной разум представляет собой явление уникальное или, по крайней мере, чрезвычайно редкое в масштабах Вселен ной. По какому пути может пойти эволюционный процесс даль ше, предсказать невозможно: эволюционные скачки случайны, неоднозначны и необратимы. Очевидно одно: для того, чтобы сохранить себя как биологический вид, человечество обязано преодолеть нарастающую угрозу экологической катастрофы в земной биосфере. •. ~ , . >. г• 19 ВОПРОСЫ для САМОКОНТРОЛЯ 1. Определите предмет, цели и задачи экологии. Перечислите ее основные направления. 2. Дайте наиболее полное определение биосферы. 3. Как жизнедеятельность биосферы влияет на состояние ат мосферы, гидросферы и литосферы? 4. Что такое озон и в чем состоит функция озоносферы ? 5. В чем состоит процесс фотосинтеза? Каковы его основные продукты? 6. Что такое трофические связи между ж:ивыми организмами? Перечислите существующие в биосфере трофические уровни. 7. В чем заключается разница между биотическими и абиотиче скими факторами окруж:ающей среды? 8. Перечислите основные типы межвидовых отношений. 9. Назовите основной вид взаимодействия между особями от дельной популяции. 10. Что означает понятие «экологическая сукцессия»? БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК Основной Потапов А.Д. Экология . 2-е изд. - М.: Высшая школа, 2005. Цветкова А.И. Экология: Учебник. - СПб., Питер, 2005 г. = Дополнительный: Лзшюб Л. Выбор катастроф. - М.: Амфора, 2001. Вернадский В.И. Биосфера и ноосфера. - М., 1989. Одум Ю. Экология. В 2 т.- М., 1986. Пригожим И.Р., Стенгерс И. Порядок из хаоса. - М., 1986. : РадкевичВ. А. Экология. - Минск, 1997. Шредингер Э. Что такое жизнь с точки зрения физика? - М., 1972. ТЕРМИНОЛОГИЧЕСКИЙ СЛОВАРЬ Абиотические факторы - свойства неживой природы, оказы вающие прямое или косвенное влияние на живые организмы. Автотрофы - организмы, синтезирующие органические вещест ва из неорганических посредством использования энергии Солнца или энергии окисления некоторых неорганических соединений. 20 Анаэробы - организмы, живущие при отсутствии свободного ки слорода. ^. .: Ареал - часть земной поверхности, в пределах которой распро странена систематическая группа организмов - популяция, вид и т.п. Аэробы - организмы, живущие в среде, содержащей кислород. Биогенные элементы (органогены) - химические элементы, по стоянно входящие в состав организмов и необходимые для их жиз недеятельности. Биогеоценоз - однородный участок земной поверхности с опреде ленным составом живых организмов, климатических условий и не живых компонентов, объединенных обменом веществ и энергии в единый природный комплекс. Биомасса - суммарная масса особей одного или нескольких ви дов, выражаемая в единицах массы сырого или сухого вещества, от несенных к единицам площади или объема. Биосфера - оболочка Земли, состав, структура, энергетика кото рой определяются деятельностью живых организмов. Биота - исторически сложившаяся совокупность живых орга низмов, обитающих на какой-либо крупной территории. В отличие от биоценоза в состав биоты могут входить виды, не имеющие эко логических связей друг с другом. Биотические факторы - все формы воздействия живых организ мов друг на друга. Биоценоз - совокупность животных, растений, грибов и микроор ганизмов, совместно населяющих участок сущи или водоема. Вид - совокупность особей, сходных по строению и способных скрещиваться друг с другом, давая плодовитое потомство. Гаузе принцип (принцип конкурентного исключения) - два вида не могут устойчиво существовать в одном месте, если они исполь зуют одни и те же ресурсы. Генотип - вся совокупность генов особи, определяющая ее на следственные признаки. Генофонд - совокупность генов, которые имеются у особей дан ной популяции или вида. Гетеротрофы - организмы, питающиеся живыми органическими веществами. 21 I Гидросфера - водная оболочка Земли - совокупность глубинных, почвенных, поверхностных, материковых, океанических и атмо сферных вод. Детрит - мелкие органические частицы (остатки растительного и животного происхождения), осевшие на дно водоема или взвешен ные в воде. Дыхание клеточное - окислительно-восстановительный химиче ский процесс распада органических молекул в клетке с выделением энергии, необходимой для жизнедеятельности. У большинства орга низмов в присутствии кислорода происходит разложение глюкозы до углекислого газа и воды (процесс, противоположный фотосинтезу). Закон минимума (Либиха) - закон, согласно которому выносли вость организма определяется самым слабым звеном в цепи его эко логических потребностей, т.е. жизненные возможности организма лимитирует фактор, находящийся в минимальном количестве. Закон толерантности (Шелфорда) - закон, согласно которому лимитирующим фактором для организма (вида) может быть как ми нимум, так и максимум экологического воздействия, а диапазон ме жду ними определяет величину толерантности (выносливости) орга низма к данному фактору. Интродукция - преднамеренный или случайный перенос особей какого-либо вида живого за пределы его ареала. Климаксовая экосистема - заключительная стадия экологической сукцессии; экосистема, в которой популяции всех организмов нахо дятся в равновесии друг с другом и с абиотическими факторами. Консументы - в экосистеме организмы, получающие энергию и питательные вещества за счет питания другими организмами. Лимитирующий фактор - фактор, ограничивающий рост и (или) размножение организма или популяции. Литосфера - верхняя твердая оболочка Земли, включающая зем ную кору и верхнюю мантию. ' Ле Шателъе - Брауна принцип - при внешнем воздействии на сис тему, находящуюся в фазе устойчивого равновесия, оно смещается в том направлении, в котором эффект внешнего воздействия ослабляется. Мутация - спонтанно возникшее изменение генов организма, ме няющее его морфологические и (или) физиолого-поведенческие признаки. Мутуализм - форма симбиоза, при которой между организмами возникает тесная взаимовыгодная связь. Озоновый экран (озоносфера) - слой атмосферы с повышенной концентрацией молекул озона, поглощающих ультрафиолетовое из лучение. Парниковый эффект - повышение температуры атмосферы из-за поглощения теплового излучения Земли углекислым газом и метаном. Пищевая (трофическая) цепь - перенос энергии и вещества в эко системе при поедании одного организма другим. Популяция - совокупность особей одного вида, обладающих об щим генофондом и занимающих определенную территорию. Продуктивность - скорость образования органического вещества. Продуценты - автотрофные организмы, создающие с помощью фо тосинтеза или хемосинтеза органические вещества из неорганических. Редуценты - организмы, питающиеся мертвым органическим веществом и разрушающие его до более или менее простых неорга нических соединений, которые затем используются продуцентами. Сообщество - совокупность совместно проживающих популяций разных видов, представляющих собой определенное экологическое единство. Иногда трактуется как синоним термина биоценоз. Сукцессия - последовательная смена во времени одних биоцено зов другими на определенном участке земной поверхности. Толерантность - способность организма переносить неблагопри ятное влияние того или иного фактора среды. Трофический уровень - совокупность организмов, объединяемых одним типом питания. Фенотип - совокупность всех признаков и свойств особи, форми рующаяся при взаимодействии генотипа и условий внешней среды. Фотосинтез - химический процесс, идущий в зеленых растениях под действием световой энергии. С помощью зеленых пигментов хлорофиллов из углекислого газа и воды образуются органические вещества (глюкоза) и выделяется кислород. Хемосинтез - тип питания бактерий, основанный на усвоении уг лекислого газа за счет энергии окисления неорганических веществ (например серы). г. , ! Экологическая ниша - совокупность всех факторов среды, в пре делах которых возможно существование данного вида. 23 Экологический фактор - компонент среды обитания, оказываю щий влияние на организм; выделяют абиотические, биотические и антропогенные факторы среды обитания. Экосистема - совокупность совместно обитающих организмов и условий их существования, взаимодействующих друг с другом по средством обмена веществом, энергией и информацией. Энтропия - мера хаотичности, неупорядоченности системы. Р а 3 д е л 2. НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ПРИКЛАДНОЙ ЭКОЛОГИИ г если показатель относительной агрессивности для оксида углеро да принять за 1, то для оксида азота он будет равен 41,1 , а для УгОз -1225 усл.т./т. - бенз(а)пирен СгоН^ - один из наиболее токсичных выбросов в атмосферу. Может образовываться при неправильном режиме сжигания природного газа (1-10 мкг/100 м"*) и жидкого топлива (50-100 мкг/100 м^). Установлено, что если уровень загрязнения атмосферного воз духа при сжигании угля принять за 100%, то сжигание мазута да ет 60%, а природного газа 20%. . ; , Т а б Л И ц а 2.1 Вредные выбросы при сжигании различных видов топлив 2.1. ОСНОВНЫЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ И ЕЁ ЗАЩИТА Сжигание органического топлива - главного поставщика энергии для современного общества - является основным загряз нителем атмосферы. При сжигании различного органического ископаемого топлива (твердого, жидкого, газообразного) проис ходит выделение продуктов сгорания, выбрасываемых в окру жающую среду и неизбежно загрязняющих её. Основными загрязнителями атмосферы при сжигании органи ческого топлива в котельных являются (табл.2.1): - твердые частицы (сажа, пыль, зола), содержащие тяжёлые металлы, образуются при сжигании твердого топлива (горючие сланцы, торф, бурый и каменный уголь, антрацит) и в меньшей степени жидкого топлива (мазут, солярка); - оксиды серы в пересчете на ЗОг (сернистый ангидрид) - со ставляющая отходов при сжигании твердого и жидкого топлива; - оксиды углерода СОг , СО также образуются при сжигании всех видов органического топлива. СО - угарный газ - продукт неполного сгорания топлива, время нахождения в атмосфере 6 месяцев, окисляется атмосферным кислородом с образованием СОг - углекислого газа; - оксиды азота МОх образуются при сжигании любого вида то плива; - пентаксид ванадия УгОз - высоко токсичный загрязнитель, образующийся при сжигании жидкого топлива. Для сравнения: 24 Вредные вещества Выделение при сжигании топлива жидкого твердого газообразного Класс опасности СО, СОг + + + 4 N0, ЫОг + + + 2 80г + + - 3 Уг05 - + - 1 Сажа, пыль, зола + + - 3 С20Н12 + + + 1 При сжигании топлива в котельной образуется полезная теп ловая энергия, расходуемая на человеческие нужды. Основное уравнение теплового баланса котла показывает равенство между количеством тепла, вносимого в топку, и суммой полезно исполь зованного тепла и всех видов потерь в теплогенераторе: е; =а+Еао„,' кДж/кгтопл., здесь ^^ - располагаемое количество тепла (потенциальная энергия вносимого в топку топлива); ^^ - полезно использованное тепло; У 2„^^ - сумма всех потерь, равна: ,, , 25 ветер здесь ^2 - потери тепла с уходящими газами, основные потери в котельной достигают 20%; ^^ - потери тепла от химической неполноты сгорания топлива (0,2-3%); ^4 - потери тепла от механической неполноты сгорания топ лива (0,5-13,5%); ^5 - потери тепла в окружающую среду через наружные ог раждения котла; ^в - потери тепловой энергии с физической теплотой шлаков и золы. Уравнение теплового баланса в относительных единицах име ет вид: 100% = ^\+^2+^:Л^^ +-^/5-(/б. Полный расход топлива в час на когельмой: в„ неполноты с учетом механической 100 сгорания где 0^ - низшая теплота сгорания топлива за вычетом теплоты парообразования, мДж/м^, мДж/кг _ 7] - коэффициент полезного действия котла. Одной из мер защиты воздушного бассейна является опреде ление зоны рассеивания газообразных веществ и пыли в атмо сфере при выбросе через высокие дымовые трубы (рис.2.1). В ре зультате рассеивания происходят снижение максимально воз можной концентрации веществ в приземном слое атмосферы и удаление зоны максимального загрязнения. Основным критерием контроля качества атмосферного возду ха являются предельно допустимые концентрации вредных ве ществ (ПДК). Содержание загрязняющих веществ принято выра жать в мг/м^ воздуха. Определяющие факторы: Н^р, м ; 1: н.в., °С; 1ух.г., °С; рельеф; М, г/с; Юв ,м/с. 26 Г? №>1 ОИР Стах Зона переброса факела Зона загрязнения Рис.2.1. Схема рассеивания 1а 5от.1левого выброса котельной: I- к'оюл, 2- циклонный золоуловитель, 3 - дымовая труба Стандартом установлены следующие виды предельно допус тимых концентраций: ПДК р.з (рабочей зоны) - это концентрация вредных веществ при ежедневной (кроме выходных) работе в пределах 8-часового рабочего дня, но не более 40 часов в неделю, в течение всего ра бочего стажа, которая не должна вызывать заболевания или от клонения в состоянии здоровья работника. ПДК с.с (среднесуточная) - это среднесуточная концентрация вредного вещества в атмосферном воздухе населенных мест, ко торая не должна оказывать на человека прямого или вредного косвенного влияния при длительном (многие годы) вдыхании. ПДК м.р (максимально разовая) - это концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест, при вдыхании которого в течение 30 мин не должны проявляться рефлекторные реакции в организме человека: ощущение запаха, вкуса, световая чувстви тельность глаз, изменение активности головного мозга и т.д. Концентрации вредных веществ не должны превышать: - в воздухе производственных помещений - ПДКр.;.; - в атмосферном воздухе населенных мест - ПДКм.|..; - при отсутствии данных по ПДКм.р - ПДКс.с. ПДКрз.>ПДКм.Р. >ПДКс.с 27 Критерием оценки влияния выбросов предприятий на атмо сферный воздух является сравнение фактических концентраций, полученных в результате рассеивания, с предельно допустимыми. Стандартом установлены также величины предельно допусти мых выбросов вредных веществ в атмосферу (ПДВ) ~ это количе ство вредных веществ, выбрасываемых в единицу времени, кото рое в сумме с выбросами от совокупности других источников го рода не создаст приземной концентрации примеси, превышаю щей значение ПДК: для отдельных источников - ед. изм. (г/с), в целом по предприятию - ед. изм. (т/год) (табл.2.2). • Т аб л и ца 2.2 ПДК основных загрязняющих веществ Вредные вещества СО N0, N02 802 УгОз Сажа, пыль, зола С20Н12 ПДКм.р.мг/мз ПДКс.с. мг/мз 5 0,085 3 0,04 0,5 0,05 0,002 0,15 0,001 0,05 0,000001 Если при расчете рассеивания выбросов максимально возможная концентрация вредного вещества получается Стах > 0,05 ПДК„ р, то в этом случае расчет ПДВ обязателен. При проектировании современных многоквартирных домов неотъемлемой частью проектов являются автостоянки крытого и открытого типов. При этом концентрации вредных веществ, вы брасываемых автомоби.лями, на уровне дыхания человека не должны превышать допустимых значений. При сжигании жидкого топлива автотранспортом основными загрязнителями воздуха являются: оксиды серы в пересчете на 8О2 (сернистый ангидрид); оксиды углерода СО; оксиды азота N0^; углеводороды СН. Вредные вещества от автотранспорта выделяются в период подогрева двигателей, работы на холостом ходу, при движении 28 на данной территории. При организации открытых автостоянок рядом с жилыми домами вредные вещества выбрасываются непо средственно в атмосферу. При проектировании крытых стоянок, например подземных гаражей, необходимо организованно уда лять продукты сгорания через шахты. Вытяжные вентиляционные шахты автостоянок вместимостью 100 машино-мест и менее необходимо размещать на расстоянии не менее 15 м от многоквартирных жилых домов, участков дет ских дошкольных учреждений, спальных корпусов домов-интер натов, стационаров лечебных учреждений. Вентиляционные от верстия указанных шахт должны предусматриваться не ниже 2 м над уровнем земли. При вместимости автостоянок более 100 ма шино-мест расстояние от вентиляционных шахт до указанных зданий и возвышение их над уровнем кровли сооружения опре деляется расчетом рассеивания выбросов в атмосферу и уровней шума на территории жилой застройки. В подземных автостоянках к одной дымовой шахте допускает ся присоединять дымовые зоны в пределах одного пожарного от сека не более 3000 м^ на каждом подземном этаже, при условии расчета требуемого количества дымовых клапанов и мест их ус тановки в пределах указанного пожарного отсека. Количество от ветвлений воздуховодов от одной дымовой шахты не нормирует ся. Шумопоглощение вентиляционного оборудования автостоя нок, встроенных в жилые дома, должно рассчитываться с учетом работы вентиляции в ночное время, во избежание звукового за грязнения. 2.2. СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГИЯ Общеизвестно, что на солнце предметы нагреваются. Солнеч ную энергию можно использовать либо непосредственно - для обогрева домов или приготовления пищи, либо косвенно ~ для генерирования электричества. На солнце предметы нагреваются в результате поглощения ими энергии солнечного излучения. Для объяснения этого явления в свое время предлагалось множество :19 механизмов, но только появившаяся в XX столетии квантовая теория оказалась в состоянии справиться с подобной проблемой. Во многих устройствах для теплового преобразования использу ются так называемые коллекторы - приемники солнечного излу чения. Получая энергию от солнца, такое устройство вновь излу чает ее, не обмениваясь излучением с окружающей средой. Применение солнечной энергии различно. Существуют сле дующие основные способы использования солнечной энергии: Применение солнечного излучения в виде тепла. Тепловая энергия солнечных лучей непосредственно применяется в сле дующих устройствах: гелиоустановках (солнечные коллекторы), в которых нагрев воды производится с целью теплоснабжения и горячего водоснабжения жилья; опреснителях воды; различных сушилках и выпаривателях. Преобразование солнечного излучения в электрическую энер гию. Солнечное излучение можно преобразовывать в электриче ство через преобразование его сначала в тепло, а затем с помо щью обычных паровых турбин и соединенных с ними генерато ров в электроэнергию (такие установки не имеют принципиаль ных отличий от ТЭС, ГЭС и АЭС), а можно и непосредственно, минуя тепловую стадию (фотоэлектрические генераторы). Пре имущества второго способа очевидны: такие устройства значи тельно проще, компактнее и дешевле, кроме того, в них сущест венно меньше и энергетические потери, неизбежные при каждом преобразовании энергии из одного вида в другой, а это означает более высокий КПД и экономическую рентабельность. Тем не менее, некоторые способы преобразования солнечного излучения через тепловую фазу интересны из-за их более перспективной основы - термоэлектронной эмиссии и эффекта Зеебека. Уста новки, основанные на этих явлениях (термоэлектрические гене раторы), существенно отличаются от традиционных, так как в них отсутствуют теплоноситель и какие-либо движущиеся части. Фотохимия и фотобиология (фотолиз, фотосинтез). Давно замечено, что солнечное излучение вызывает различные химиче30 г ^ ские превращения, например, отбеливает красители. В 1839 г. Беккерель, исследуя подобный эффект, обнаружил, что при изме нении освещенности одного из электродов химического элемента разность потенциалов на его электродах изменяется. Это послу жило началом развития новой области знаний, названной фото химией, а в последнее время известной как радиационная химия. Хотя некоторые из результатов исследований в фотохимии име ют важнейшее значение для человечества, здесь, в первую оче редь, следует назвать фотографию - однако другие практические приложения ее пока весьма ограничены. 2.3. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ 2.3Л. Системы критериев оценки экологической опасности (или безопасности) строительных материалов Для получения сравнимых друг с другом и вследствие этого максимально объективных результатов исследования экологиче ской опасности (или безопасности) строительных материалов не обходима разработка общих критериев или систем критериев оценки (табл.2.3). Специалисты из разных стран в своих работах рассматривают различные аспекты влияния строительных материалов на окру жающую среду, что связано с необходимостью более конкретно го или, наоборот, более общего рассмотрения какой-либо из про блем или же вопроса в целом. В 1992-1993 гг. голландские специалисты при рассмотрении вопроса критериев воздействия строительных материалов на ок ружающую среду и человека демонстрируют два несколько от личных друг от друга подхода. Первый ориентирован на кон кретные расчетные характеристики и любую продукцию, не только на строительные материалы, другой рассматривает про блемы менее конкретные с точки зрения расчетов, но направлен ные на конкретные строительные задачи. .31 Для выбора или оценки строительных материалов с учетом всех вышеперечисленных факторов специалистам предлагается дать ответы на три условные группы вопросов, касающиеся энер гии, жизненного цикла и экологии. Такой же проект опроса спе циалистов был осуществлен на практике в Германии. Результаты этого проекта показали, что возможность переработки материала, его теплоизоляционные свойства и малое наличие вредных ве ществ являются важнейшими показателями материала для строи тельства с точки зрения архитекторов и инженеров-строителей. Экспертные опросы играют немаловажную роль при установке критериев экологичности или важнейших с точки зрения эколо гии свойств материала. т Окончание табл.2.3 1 1997 г. 1998 г. Та б л и ц а 2.3 Предлагаемые системы критериев при оценке воздействия строительных материалов на окружающую среду и человека Публика Организация, страна и ция группа разработчиков 1 1992 г. и 1996 г. 1993 г. 1997 г. 32 Система критериев воздействия на окружающую среду и человека 2 3 Нецип§8 К. и Ситее I. Усиление парникового эффекта, раз (Голландия) К. ИсЫег рушение озонового слоя в стратосфере, повышение кислотности, фотосмог в (Швейцария) нижних слоях атмосферы, переудобре ние почв и водоемов, опасность для здоровья человека и повреждение эко систем Аптк О., Мак ^., де Повреждение экосистем, дефицит, вы Нааз Р., Вооп81:га С. и бросы, использование энергии, здоро '\\'111ег8 \У. ЗШиг^гоер вье человека, долговечность, отходы, Гхрептеп1;еп Уо1к8Ьи- возможность повторного использова 18Уе8Цп§ (8ЕУ) (Гол ния ландия) Кго^Ь Н. и Напзеп К. Истощение ресурсов, здоровье челове (Дания) ка и «экологическое здоровье» 1999 г. 2005 г. 3 2 Д.И. Быльский (Рос Внешние загрязнения, истощение при родных ресурсов, качество воздуха в сия) помещениях, хранение и утилизация твердых отходов, экологичные техно логии, долговечность, стоимость и внешний вид материалов и изделий, поэлементные и интегральные экс плуатационные характеристики зда ний, энергозатраты на производство материалов, их транспортировку и применение Н. Колер (Институт Затраты ресурсов, эмиссии (по жиз промышленной про ненному циклу), прямые воздействия дукции в строительст на окружающую среду в местах изгове Университета Кар действия на человека при работе с ма лсруэ, Германия) териалом и при его эксплуатации, пря мые и косвенные затраты А. Мюллер (Баухаус- Возможность переработки материала, Университет) (Герма его теплоизоляционные свойства и ма ния), проект М1)Ь99 лое наличие вредных веществ (по результатам опроса экспертов) Е.Е. Румянцева, Ю.Д. Теплопроводность, теплоемкость, тепГубернский, Т.Ю. Ку лоусвоение, воздухо- и паропроницаемость, водопоглощение и гигроско лакова (Россия) пичность Это подтверждается тем, что с названными исследованиями по опросу специалистов пересекаются предложения учета важных показателей, критериев экологической безопасности материалов, приводимые в одном из первых отечественных учебных пособий по этой тематике. Его авторы в качестве таких критериев приво дят: паропроницаемость, теплопроводность и другие свойства материалов. Руководствуясь концепцией голландских исследователей, не обходимо отметить, что в их классификации аспектов воздейст вия материалов на окружающую среду различные параметры 33 тесно взаимосвязаны друг с другом. Так, образование отходов за висит от долговечности (чем дольше служит материал или конст рукция, тем с меньшим количеством отходов приходится сталки ваться). Влияние на здоровье человека напрямую связано с воз можным количеством вредных выбросов и т.д. Факт взаимной связи различных рассматриваемых параметров говорит о том, что возможно объединение некоторых из них и, соответственно, об разование несколько других групп воздействий. В частности, некоторые из рассматриваемых датскими спе циалистами и приводимых в табл. 2.3 категорий воздействий ма териалов на окружаюш,ую среду и человека сами авторы подраз деляют на более мелкие и конкретизируют. Под истощением ре сурсов они подразумевают: истощение источников энергии, не посредственно истощение сырьевых материалов, истощение вод ных ресурсов и повреждение ландшафта. У них же категория «здоровье человека» учитывает возможность опасных токсичных выбросов, а также информацию о воздействиях материалов на окружающую среду и климат внутри помещений. В свою оче редь, более широкий показатель «экологическое здоровье» вклю чает сбор и анализ данных по следующим параметрам: глобаль ное потепление, истощение озонового слоя, фотохимическое об разование озона, повышение кислотности, загрязнение воды, возможные токсичные выбросы и образующиеся отходы, т.е. в целом учет факторов, рассматриваемых в своем проекте голланд цами. Приводимые в табл. 2.3 системы критериев обсуждались в соответствии с вводимыми стандартами по составлению эко логических балансов продукции (принципы и общие требования к составлению балансов изданы в виде стандарта ИСО 14040 в 1997 г.). В 1999 г. вышел стандарт ИСО 14042 по конкретной оценке воздействий, который утвердил на международном уров не рассматривавшиеся критерии, приведенные в табл. 2.4. Пре имуществом этих критериев является их распространенность и признание специалистами во многих странах мира, в то же время они позволяют сделать конкретные расчеты по жизненному цик лу продукции в эквиваленте определенного загрязняющего веще ства, попадающего в окружающую среду. ,.,,,, .. , 34 ' ' I- • г^ ч ? • Т а б л и ц а 2.4 Критерии оценки воздействий на окружающую среду при составле нии «экологических балансов» для строительных материалов Воздействие на окружающую среду Усиление парникового эффекта Разрушение озонового слоя в стратосфере Повышение кислотности Фотосмог в нижних слоях атмосферы Переудобрение почв и водоемов Опасность для здоровья человека Повреждение экосистем Показатели для измерения и учета Потенциал, вызывающий парниковый эффект Озоноразрушающий потенциал Потенциал окисления Ед. изм. кг СОг-эквивалента кг СРС1з (СРС11)-эквивалента кг 8О2- эквива лента Фотохимический потен кг С2Н4 (этилен)эквивалента циал образования озона кг РО4 - эквива Потенциал деградации лента критически Потенциал токсичности кг для человека, классифи нагружаемого кационные факторы для веса тела воздуха, воды, почв м^ кррггически заПотенциал фязненной воды экотоксичности вод По результатам анализа современных критериев оценки эко логической опасности (или безопасности) строительных материа лов, выделяют следующие группы наиболее важных критериев: 1) свойства и характеристики самих материалов (теплопро водность, долговечность и многие другие); 2) вредные вещества и иные воздействия, выделяемые на всех стадиях жизненного цикла (в особенности при производстве) ма териалов в окружающую среду; 3) вредные вещества, содержащиеся в самих строительных; материалах и наносящие особенный вред при их эксплуатации. Ознакомиться с первыми двумя группами можно соответст венно в табл.2.3 и 2.4, а третья группа воздействий рассмотрена в табл.2.5. 35 Т аб л и ц а 2.5 Вредные вещества, содержащиеся в различных видах строительных материалов(по данным Е.Е. Румянцевой, Ю.Д. Губернского, Т.Ю. Кулаковой и В.П. Князевой) Вредные вещества Материалы с возможным присутствием вещества 2 1 Лаки, краски, клеи, шпаклевки, мастики, смазки Ацетон для форм при изготовлении бетона, пластифика торы для бетона Мастики, клеи, герлен, линолеумы, материалы на Бензол основе цемента с добавлением отходов (включая бетон), смазки для форм при изготовлении бето на Мастики, клеи, смазки, линолеумы, лаки, краски Бутанол Лаки, краски, мастики, шпаклевки, смазки для Бутилацетат форм при изготовлении бетона Линолеумы и плитки для полов, пленки, обои и Винилхлорид иные материалы на основе винилхлорида Материалы на основе органических связующих Дибутилфталат (эпоксидная смола, битум) Красители (например, для керамики), строитель Кобальт ные материалы с использованием промотходов Линолеумы, клеи, герлены, шпаклевки, мастики, Ксилол лаки, краски, смазки Материалы на основе цемента (включая бетон), Никель шпаклевки и другие материалы с использованием промотходов Клей АДМК, линолеумы, мастики, шпатлевки Пропилбензол Материалы на основе цемента (включая бетон), Свинец краски, материалы из промотходов, содержащих свинец Стирол Теплоизоляционные и отделочные материалы на основе полистирола (в т.ч. пенополистирола) Лаки, краски, клеи, шпаклевки, мастики, линоле Толуол умы ДСП, фанера, герлен, линолеумы, мастики, шпак Фенол левки ДСП, ДВП, фанера, мастики, герлен, пластифи Формальдегид каторы, шпаклевки, смазки для форм при изго товлении бетона 36 Г 1 Фосфор Фтор Хром Этилацетат Этилбензол Окончание табл.2.5 2 Бетон и строительные растворы, а также иные материалы на основе минеральных вяжущих ве ществ с использованием промотходов Материалы на основе минеральных вяжущих с использованием отходов промышленности Материалы на основе цемента (включая бетон), шпаклевки и другие материалы с использованием промотходов Лаки, краски, клеи, мастики Шпаклевки, мастики, линолеумы, краски, клеи, пластификаторы, смазки для форм, бетон с при менением промотходов 2.3.2. Методы оценки экологической безопасности строительных материалов В отечественной практике наиболее распространенным явля ется подход к анализу критериев экологической безопасности строительных материалов на стадии их выбора, т.е. непосредст венно перед эксплуатацией. При этом рассматриваются, в первую очередь, гигиеническая^ радиационная и пожарная безопасность материалов. Как правило, материалам, качество которых удовле творяет параметрам по содержанию вредных веществ и по интен сивности других факторов, присваивают сертификат или выдают заключение о возможности применения для определенного на значения. Перечисленные группы оцениваемых на стадии экс плуатации материала критериев особенно важны с точки зрения безопасности человека. Так, по параметру радиационной безопас ности в соответствии с НРБ-99 удельная эффективная активность (•^эфф) естественных радионуклидов в строительных материалах не должна превышать: • 370 Бк/'кг - для материалов, используемых в жилых и обще ственных зданиях; • 740 Бк/кг - для материалов, используемых в дорожном строительстве в пределах территории населенных пунктов, а так же в строительстве производственных зданий; 37 • • 1,5 кБк/кг - для материалов, используемых в дорожном строительстве вне пределов населенных пунктов; • 4 кБк/кг - вопрос применения материалов решается по со гласованию с федеральным органом Госсанэпиднадзора. При превышении А^фф норматива в 4,0 кБк/кг применение ма териалов в строительстве запрещается. Для материалов, приме няемых во вновь строящихся жилых и общественных зданиях, удельная эффективная активность природных радионуклидов рассчитывается по следующей формуле: А,фф, = А (Ко) + \,Ъ\А (ТИ) + 0,085 А (К), где А (Ка) и А {ТИ) - удельные активности 226 Ка и 232 ТЬ, нахо дящиеся в равновесии с остальными членами уранового и ториевого семейства; А (К) - удельная активность 40 К, Бк/ кг. При оценке гигиенических показателей следует принимать во внимание, что миграция вредных веществ в материале представ ляет собой сложный многостадийный процесс. Его продолжи тельность может составлять от нескольких часов до нескольких месяцев или даже лет. Факторами, от которых зависит скорость передвижения веществ в материале, могут быть скорость диффу зии, степень кристалличности материала и другие его свойства. В частности, существует специальная методика, позволяющая рас считывать количество выделяющихся в окружающую среду вредных летучих веществ при окраске различных поверхностей. В данной методике учитывается количество растворителя, тип поверхности, способ нанесения краски, а также погодные условия во время производства работ и другие факторы. Из табл.2.5 видно, что многочисленной группой строительных материалов, в которых потенциально присутствуют вредные ве щества, являются материалы с применением отходов промыш ленности. В связи с этим для таких материалов крупнейшими на учными организациями в области гигиены окружающей среды была разработана «Санитарно-гигиеническая оценка стройма териалов с добавлением промотходов». (Методические указания 38 МУ 2.1.674-97 утверждены Минздравом Российской Федерации 08.08.97). Согласно этому документу методы исследования строительных материалов с применением промышленных отхо дов предусматривают обязательное проведение следующих видов исследований: санитарно-химические (как в моделируемых, так и в натурных условиях); радиологические; оценка биоцидных свойств строительных материалов; одорометрические; сапитарно-токсикологические. • 1 Авторы рассматриваемых методических указаний (из самых авторитетнейших в России организаций по экологии человека и гигиене, например, из НИИ экологии человека и гигиены окру жающей среды РАМН) следующим образом понимают актуаль ность каждой из групп исследований. Целью санитарно-химических исследований является изучение химического состава исходных компонентов строительных мате риалов (их качественного и количественного состава). Радиоло гические исследования помогают оценить наличие и количество дозообразующих радионуклидов в строительных материалах, к которым относятся 226 Ка, 232 ТЬ, 40 К. Для строительных мате риалов, содержащих в своем составе органические отходы, необ ходимо проведение оценки биоцидных свойств (в частности, их устойчивости по отношению к плесневым грибам и некоторым видам бактерий). В случае наличия запаха у применяемых в про изводстве строительного материала отходов проводят одоромет рические исследования, результатом которых является оценка ха рактера и силы запаха по пятибалльной шкале (табл. 2.6). Если полимерный материал применяется в непосредственном окружении человека, то его оценка не должна быть более 2 бал лов, т.е. допустимо, чтобы запах от материала был слабый и не привлекал внимания. В случае отчетливого и легко ощутимого запаха испытания строительного материала прекращают с заклю чением о невозможности его использования. Санитарно-токсикологические исследования помогают изучить хроническое ток сическое действие вещества, содержащегося в материале, на ор ганизм. Такие исследования, как правило, проводятся на под опытных животных. Т а б л и ц а 2.6 Шкала для оценки силы запаха по Методическим указаниям МУ 2.1,674-97 «Санитарно-гигиеническая оценка стройматериалов с добавлением промотходов» Оценка, баллы 0 1 2 3 4 5 Описание силы и характера запаха Запах отсутствует, не ощущается никем из испытуемых Едва заметный запах, ощущается лишь особо чувстви тельными лицами Слабый запах, не привлекает внимания, но присутствует, если испытуемые ориентируются на его обнаружение Отчетливый запах, ощущается легко, отмечается испы туемыми без специального посвящения ему внимания Сильный запах, который обращает на себя внимание Резко выраженный, исключающий повторные исследо вания Эмиссии вредных веществ из полимерных материалов серьез но возрастают при увеличении температуры. В связи с этим прак тически с момента активного развития промышленности мате риалов на основе полимеров с середины XX в. специалисты ведут исследования в области определения эмиссий вредных веществ из материала в окружающую среду. Одними из первых методик были рекомендации ИСО № 191 и 192, касающиеся наиболее опасных в плане эмиссии вредных веществ компонентов строи тельных пластмасс - пластификаторов. В частности, эти реко мендации предлагали методики оценки миграции пластификато ров и определения их летучести. Миграцию пластификаторов оп ределяли путем измерения потери веса образца материала, зажа того между пластинками, которые при определенных условиях поглощали пластификатор. Для определения летучести пласти фикаторов из материалов на основе полимеров возможны два ме тода: 1) по потере веса образца, находящегося в потоке воздуха, после воздействия на него заданной повыщенной температуры; 2) после предварительных действий с образцом для активации эмиссии (например его нагревания) применяют адсорбенты газо образных веществ (активированный уголь). 40 Если рассматривать все вещества, которые могут выделяться из материалов в окружающую среду (в частности, в воздух по мещений), можно классифицировать по летучести. Эта класси фикация приведена в табл. 2.7. По эффекту действия на человека различают вещества, воздействующие через запах, имеющие ток сикологическое влияние и создающие туман (нарушающие све, топрозрачность). На современном этапе анализ эмиссий вредных веществ из от делочных материалов внутри помещений ведут тремя типами ме тодов: статическими, динамическими и специальными. Т а б л и ц а 2.7 Классификация органических соединений по показателю летучести Класс вещества Температура проявления по параметру летучести свойства, "С Сверхлетучие органические соединения до 5-100 (Уегу Уо'шШе Ощатс Сотроипс}^ - УУОС) Летучие органические соединения (Уо1аШе 5-100 до 240-260 Ог§атс Сотроипс!^ - УОС) Полулетучие органические соединения 240-260 до 380-400 (Зетг Уо1аН1е Ог§атс Сотроипс! - БУОС) Органические соединения со специальны более 380 ми добавками или особые органические вещества (Ог§атс сотроипс! аз80С1а1её ш1к рагйсиШе тайег ог рагИсиШе ог§атс таПег ~ РОМ) К группе статических методов относят метод статических из мерений в главном пространстве над пробой, метод вспышки и так называемые «электронные носы». Группа динамических методов включает термодесорбцию, применение трубки удаления газов, способы с применением эмиссионной камеры и метод Р1ЕС {ПеЫ апс1 ЬаЪога1огу Етг^8юп СкатЪег - полевая и лабораторная эмиссионная камера), регламентированный в нормах ОШ ЕМ 13419-2. Специальными называют методы, связанные с определением изменения прони41 цаемости воздуха, а также упоминавшиеся ранее одорометрические исследования (при помощи органов обоняния). .? Важными при использовании любого из методов являются следующие общие замечания: - эмиссии вредных веществ не постоянны во времени; - место отбора проб, условия их хранения и степень измельче ния влияют на результат испытаний; - используемый метод исследований определяет диапазон вредных веществ, которые можно выделить; ; - необходимо отслеживать единицы измерения в зависимости от используемого метода; - необходимыми во всех методах требованиями к точности и сравнимости результатов являются: сравнимость несильно отда ленных по времени испытаний при разработке материала; срав нительные исследования различных проб. Все использующиеся в настоящее время методики предпола гают идентификацию и измерение количества выделивщихся из материала веществ. Так, предварительное воздействие по активи зации эмиссионных процессов согласно стандартной методике РЬЕС занимает 4 недели. Затем фиксируется количество токсич ных летучих органических соединений (ТУОС) в мг/м^. По ре зультатам исследований материалу присваивают класс безопас ности. Например, если выделения ТУОС из материала после 4 не дель составили < 0,005 мг/м^, то этот материал соответствует классу М1 (минимальному по количеству выделяющихся ве ществ). Несколько иной, но не противоречащий описанному выше, методический подход сформулирован в международных стандар тах ИСО группы 14040-14044 и касается не только строительцых материалов, но и любой иной продукции. Он заключается в оцен ке ее жизненного цикла {Ы/е Сус1е Аз^е^зтеШ - ЬСА). При этом материалы оцениваются по всему жизненному циклу в соответ ствии с их функциональным применением, определяемым ком плексом свойств. В число этапов жизненного цикла в обязатель ном порядке включаются: добыча сырья; производство; монтаж, установка или укладка при строительстве; эксплуатация; удале ние и возможное повторное использование (рис. 2.2). 42 Добыча сырья Производство строительного материала Использование материала в строительстве Рсциклинг Эксплуатация материала в объекте Удаление отходов Разборка здания Возможная авария <-- Рис. 2.2. Схема жизненного цикла строительного материала (по Д. Глюклиху [16] и др. с изменениями) Между каждым этапом должны учитываться также процессы транспортировки сырья или самих материалов. На каждом из пе речисленных этапов жизненного цикла рассматриваются и оце ниваются критерии, приводимые в разделе 2.1. Они в общем или конкретном виде помогают проанализировать воздействия на ок ружающую среду (в частности, на воду, воздух, почву), на струк туру ландшафта, на человека сопутствующих технологическому процессу токсичных веществ, а также масштабы использования сырьевых и энергетических ресурсов. 43 Строительный материал считается более экологичным, если он производит меньше воздействий на окружающую среду по всему его жизненному циклу. В целом это означает целый ком плекс одновременно выполняемых условий. Во-первых, сырьевые материалы должны быть безвредными для окружающей среды и возобновляемыми. Во-вторых, процес сы транспортировки (как при добыче, так и при производстве и последующем строительстве зданий и сооружений) должны быть краткими и технологически оправданными, что позволит умень шить нагрузки на окружающую среду. В-третьих, следует избе гать эмиссий вредных веществ при производстве, использовании и утилизации строительных материалов, а также в случае чрез вычайной ситуации (например при пожаре). В-четвертых, мате риалы должны предоставлять возможность их повторного ис пользования, переработки. В крайнем случае, они не должны причинять вреда окружающей среде после их захоронения. Кро ме того, строительные материалы должны быть долговечными, что также позволит уменьшить нагрузки на окружающую среду. Этап добычи сырья. Этот этап очень важен с точки зрения влияния на окружающую среду. При этом следует учитывать вид сырьевых материалов и их необходимую обработку. Рассматри вая вид сырьевых материалов, необходимо принимать во внима ние доступность и возобновляемость имеющегося сырья, его ка чество, а также количество вторичных материалов после обра ботки. Под необходимой обработкой понимают все технологические этапы, связанные с добычей и предварительной обработкой сы рья. В отношении этого критерия рассматривают способы добы чи сырья (в том числе масштаб наносимого окружающей среде вреда), количество полезной части в исходном сырье и место до бычи (в частности, расстояние до места производства материала и до места строительства). Этап производства строительного материала. На этом этапе учитываются так называемые первичные энергозатраты на про изводство (табл.2.8). Эти затраты включают также расход энер гии на транспортировку и монтаж (установку) материалов. При более строгом подходе необходимо также учитывать энергетиче44 г ские затраты на отделочные работы и на последующую утилиза цию материалов, что часто опускают на данном этапе ввиду от сутствия четкого разграничения между некоторыми технологиче скими операциями. В связи с различием в технологиях и обору довании для производства материалов и вышеназванной неточно сти в определении границ, результаты по затратам энергии на этапе производства различных материалов не всегда объективно сравнимы. В данном случае также важно приводить расчеты энергозатрат к удельным едршицам продукции, так, для тяжелого бетона такой единицей может служить м^, а для большинства от делочных материалов - м^. Т а б л и ц а 2.8 Первичные энергетические затраты на производство некоторых строительных материалов (но данным В.П. Князевой и В.С1иескисЬ) Наименование материала Алюминий (фасадные плиты) Сталь (фасадные плиты) Полистирол Минеральная вата Цемент Керамический пустотелый кирпич Древесноволокнистые плиты Керамический кирпич Газобетон Известково-песчаный раствор Силикатный кирпич Материалы из древесины Саманный кирпич Материалы на основе растительного сырья (тростник, лен, солома и т.п.) Первичные энергозатраты на добычу и производство материала, кВт-ч/м" 195000 70000 18900 10000 1700 850 800 500 450 350 340 180 25 9 Серьезное значение для подсчета энергозатрат имеет наличие на предприятии-изготовителе современной технологии. Напри мер, по данным проф. Д. Глюклиха со ссылкой на техническое 45 сообщество производителей кирпича в Германии, в период с се редины 70-х до середины 80-х годов XX века энергетические за траты на изготовление условного килограмма кирпича сократи лись на 40 %. При анализе экологической безопасности огромное значение имеют многочисленные вредные эмиссии, которые могут нано сить вред как человеку, участвующему в процессе производства, так и окружающей среде. Для учета воздействия на участников производственного про цесса используются предельно допустимые концентрации (ПДК). В процессе производства наиболее важны максимально разовые и среднесменные ПДК рабочей зоны. ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны - максимальная концентрация, которая в пределах установленного рабочего вре мени (не более 40 часов в неделю) и всего рабочего стажа не мо гут вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья непосредственно в процессе работы или отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений (ед. изм. - мг/ м^). С точки зрения экологической науки понятие ПДК имеет ряд недостатков, в частности, оно не до конца учитывает синергетический эффект и эффект биологического накопления. Под синергетическим эффектом (потенцированным действием) понимают такое воздействие нескольких (от 1 до и) вредных веществ, когда одно из них усиливает негативное действие другого. Вредный эффект при этом выше, чем при простом сложении эффектов действия отдельных веществ, причем каждое из веществ может находиться в окружающей среде в сотых или даже тысячных до лях ПДК. Биологическое накопление вредных веществ в организме свя зано с отложением вредных веществ в живых тканях с течением времени, что может впоследствии привести к серьезному вреду для этого организма. Накопление загрязнителей может происхо дить, даже если их дозы в окружающей среде не превышают со тых долей ПДК. 4^ 1 В табл. 2.9 приведены среднесуточные ПДК веществ, которые могут содержаться в строительных материалах, используемых для жилых и общественных зданий. ,, , , , Т а б л и ц а 2.9 Предельно допустимые концентрации некоторых вредных веществ, содержащихся в строительных материалах № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Наименование веществ Ацетон Бензол Бутанол Бутилацетат Диэтиленгликоль (2,2 -оксидиэтанол)' Диэтиловый эфир (этоксиэтан)* Кобальт Ксилол Никель Пентан Свинец Скипидар (в пересчете на С) Стирол Толуол (метилбензол) Фенол Формальдегид Хром Этилацетат Этилбензол Значение среднесуточных ПДК, мг/ м^ 0,35 0,1 0,1 0,1 0,2 0,6 0,001 0,2 0,001 25 0,0003 1,0 0,002 0,6 0,003 0,003 0,0015 0,1 0,02 * Приведен гигиенический норматив в воздухе рабочей зоны и в ат мосферном воздухе населенных мест. 47 Этап применения (монтажа) строительных материалов. Для этого этапа также важно учитывать присутствие вредных ве ществ. Кроме того, на этапе строительства необходимо, чтобы образовывалось как можно меньше отходов, а выполненные из материала элементы и конструкции выполнялись ремонтопри годными. Для этого стараются использовать материалы, имею щие максимальную заводскую готовность, например, следует применять гипсокартонные листы вместо обычной штукатурки. Этап эксплуатации. Сложности на этом этапе связаны с тем, что человек непосредственно находится в помещении, а вокруг него везде строительные и отделочные материалы, некоторые из которых могут иметь вредные эмиссии. Обостряется проблема тем, что до 75-90 % своего времени человек в нашей климатиче ской зоне проводит в помещениях. Для того чтобы считать материал более экологичным, необхо димо располагать сведениями о сроке его эксплуатации, посколь ку в случае большей долговечности снижаются материальные и энергетические затраты на проведение ремонтных работ. Этап удаления (утилизации) материала. По данным Доклада о состоянии окружающей среды в Москве за 2000-2001 гг. только от сноса ветхого жилищного фонда за 2001 год образовалось око ло 1 млн т строительных отходов. В ряде стран строительные от ходы составляют значительную часть от общего количества от ходов (например, в Германии до 42 %). Процент перерабатывае мых отходов в строительстве даже чуть ниже, чем процент пере рабатываемых от общего количества отходов. В настоящее время применяются следующие виды обращения со строительными отходами: 1. Депонирование до сих пор остается наиболее распростра ненной формой обращения с отходами. В зависимости от класса опасности отходов предъявляются различные требования к осно ванию и конструкции полигона, включая системы отведения фильтрата и образующихся газов. 2. Компостирование подходит только для природных органи ческих материалов без примесей (как правило, из массивной дре весины), при этом способе происходит сокращение органических материалов на 30-50 %. 48 3. Сжигание применяется только для горючих материалов (дре весные материалы всех видов, материалы из искусственных поли меров). Сжигание происходит при температурах свыше 1000 °С, при этом важно использовать энергию от сжигания и очистку об разующихся выбросов. 4. Истинный рециклинг (КесусИп§) - когда продукт рециклинга применяется там, где использовался и первичный продукт. Примерами такого способа являются переплавка металлов, переплавка стекла и т.п. 5. Даунциклинг (Ооуупсус1т§) - когда материал используется повторно с понижением качества материала по сравнению с пер воначальным. Примеры: использование полистирола в качестве выгорающей порообразующей добавки в керамической промыш ленности, применение щебня из боя кирпича в качестве добавки к почвенному субстрату при озеленении кровель. 2.3.3. Методы выполнения оценки экологической безопасности строительных материалов Для понимания системы экологических показателей и крите риев оценки воздействия материалов на окружающую среду и че ловека следует рассмотреть также методологические предпосыл ки анализа жизненного цикла продукции и способы представле ния (обобщения) результатов исследования. В целях математиче ской обработки результатов измерений или аналитических иссле дований используются две группы методов: комплексные расчет ные и экспертные оценки. Среди расчетных методов распространены системный анализ, использование теории графов, метод построения сетки парамет ров и метод «просеивания через экологическое сито». Метод системного анализа исторически является одним из самых первых и значимых для определения экологических пока зателей, его предложил использовать профессор Ван Леувен из Технического Университета. Системный анализ представляет со бой этапы жизненного цикла материалов, соответствующие эко логическим показателям. В литературе системный анализ называют также методом «черного ящика». При этом, в зависимости от целей исследова49 ния, различные специалисты рассматривают в виде системы от дельный строительный материал, весь процесс строительства или уже существующий объект. По их мнению, основными момента ми при использовании этого метода являются: • стремление к уменьшению как входящих, так и выходящих негативных потоков, с целью создания замкнутого цикла подобно природным экосистемам; • учет взаимосвязи отдельного материала и всего здания, в том числе в отношении внутреннего климата помещений; • учет показателей, связанных не только с производством ма териалов, но и с вопросами их эксплуатации в конструкции. Практика показывает, что для комплексного анализа жизненно го цикла материала необходимо проведение системного анализа в несколько фаз. Огромную работу по структуризации этапов со ставления экологических балансов провела организация 8ЕТАС. В настоящее время в соответствии с международными стан дартами оценка жизненного цикла продукции включает: опреде ление цели и создание границ системы, материальный баланс (инвентаризация данных), баланс воздействий, оценка баланса и оптимизация процесса. При этом каждая фаза имеет свои про блемы, в основном, это нехватка данных для расчетов. Поэтому работа многих специалистов в последние годы направлена на создание и совершенствование информационных технологий, по зволяющих облегчить процесс составления экологического ба ланса. По оценке воздействий на окружающую среду от строитель ных материалов и конструкций можно выделить следующие цельные информационные системы: • базы данных и инструментарий для анализа жизненного цикла строительных конструкций, позволяющие калькулировать потенциальные воздействия на окружающую среду в расчете на один элемент, т.е. удельные нагрузки; • объемная база данных по анализу воздействий на окру жающую среду на протяжении всех стадий жизненного цикла, включающая свыше 100 различных материалов; • системы программного обеспечения для составления эколо гических балансов, позволяющие производить их расчеты с уче том затрачиваемой на производство энергии и т.д. ,, 50 г Использование метода графов для оценки критериев экологи ческой безопасности материалов связано, в основном, с парамет рами долговечности. Кроме того, этот метод может использо ваться при оценке прямых и обратных связей в системах «качест во строительства - качество среды» и «безопасность материала качество среды». Преимуществом метода является возможность учета и оценки значительного количества критериев и факторов, что особенно важно в экологии. Способ, связанный с построением сетки параметров, заклю чается в том, что на исходящих лучеобразно из единого центра прямых откладывают по установленной шкале виды факторов (нагрузки на окружающую среду, параметры долговечности и др.). Затем, соединяя отложенные по значениям точки, получают многоугольник, площадь которого суммируют как общую на грузку на окружающую среду, либо просто сравнивают интере сующие направления воздействий по длине отложенных в соот ветствующем направлении отрезков (подобно розе ветров). «Экологическое сито» предполагает в качестве классифици рующих критериев важнейшие показатели свойств теплоизоля ционного материала, или факторов его жизненного цикла, в уста новленном порядке (токсикологичность, горючесть, возможность переработки, затраты энергии при производстве и др.). При этом просеиваемый материал будет «проваливаться» по соответст вующему критерию, например, на современном этапе такой ма териал, как пенопласт, часто «проваливается» по показателю го рючести. Наглядность метода предельно высока, но существует проблема в числовых оценочных границах для некоторых показа телей, так, при определении границ для показателя токсичности вычисляются предельно-допустимые концентрации, в то время как сами эти концентрации допустимыми можно назвать лишь условно. Факторами при оценке рассматриваемых методов могут явиться критерии трудоемкости и доступности представления ре зультатов, а также их универсальность. Кроме того, важен учет не только основных, но и вспомогательных критериев экологиче ской безопасности. 61- Р а 3 д е л 3. АСПЕКТЫ ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНРШ УПРАВЛЕНИЕМ КАЧЕСТВА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 3.1. ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МЕНЕДЖМЕНТ, ЕГО ИНФРАСТРУКТУРА. СТАНДАРТЫ ИСО 14000 Во взаимоотношениях человека и природы существуют два критических рубежа. Первый - когда человек вышел из Природы и ощутил себя Властелином, резко противопоставив свою дея тельность окружающему его миру, в результате чего были созда ны искусственные ландшафты и сооружения. Второй - когда мощная техническая цивилизация трансформировала планету в цельную организованную структуру потоками товаров, людей, энергии, информации и начала воздействовать на околоземный космос, превзойдя по своим параметрам совок>'пнуто массу и мощь всех живых организмов. В итоге углубились прежние и сформировались псжые гло бальные проблемы планеты. Речь идет не только о потере боль шей части природных богатств, разрушении природы, здоровья людей и их социального благополучия. Продолжение производ ства и потребления укоренившимися методами должно неизбеж но привести к необратимой экологической катастрофе. Жестокая реальность выявила потребность в экологической безопасности как новую сущность потребности отдельного человека и общест ва в целом. Пришлось обратить внимание на то, что разграничение искус ственных и естественных условий жизни стало относительным. Природа начала выступать не просто как "кладовая ресурсов", а как система, динамическое равновесие и производительная спо собность которой зависят от общества и его производительных сил. Перед обществом стоит задача пересмотра системы общест венных приоритетов, ценностей и идеалов и приведение их в со ответствие запросам времени. Для решения вышеуказанных проблем был сформирован но вый вид управления "природа-общество" - экологический ме неджмент. Это экологически безопасное управление современ ным производством, управление процессами изменения экологи52 ! ческого состояния среды обитания. Феномен экологического ме неджмента заключается в самом процессе управления деятельно стью на различных ее уровнях с целью обеспечения сочетания эффективности производства с реализацией современных пред ставлений о рациональном, сбалансированном использовании ре сурсов природы, об охране среды обитания, а также и самого че ловека. Целью экологического менеджмента является научно-обосно ванный образ и практическое достижение желаемого, возможно го и необходимого состояния экологии как объекта управления. Инфраструктура экологического менеджмента включает: • формирование нового экологического сознания, в котором будут преобладать экологические приоритеты; • совершенствование экологического образования; • мониторинг окружающей среды; • развитие экологического законодательства; •; • стабилизация экономики и достаточное финансирование экологических программ; • разработка стратегии экологической безопасности страны. Таким образом, экологический менеджмент повышает эколо гическую безопасность производственной деятельности, обяза тельно связанной с воздействием на окружающую среду. Основным документом, который лежит в основе экологиче ского менеджмента, являются международные стандарты 180 14000. Международная Организация Стандартизации (Ле Тпгетайопа! Ог§ап18а1:10п 1Ъг 81;апс1агс118аг1оп) - федерация, объеди няющая национальные организации стандартизации всего мира, в которой Российскую Федерацию представляет Госстандарт. ИСО разрабатывает и выпускает международные стандарты, относя щиеся к различным областям деятельности. Обычно каждую группу документов, объединенных единой идеей, разрабатывает соответствующий технический комитет. В 1991 г. Международная Организация Стандартизации сфор мировала так называемую Группу стратегии по окружающей сре де. Позднее, в 1993 г. был сформирован технический комитет по экологическому менеджменту 180/ТС 207. В настоящее время его возглавляет госпожа Маргарет Керр, этот комитет разрабаты53 вает стандарты серии 180 14000 в области экологического ме неджмента. Серия 180 14000 тесно связана с выпущенной ранее серией 180 9000, устанавливающей международные стандарты всеобъемлющего менеджмента качества (ТрМ). Таким образом, международные стандарты серии 180 14000 устанавливают требования к системам экологического менедж мента с тем, чтобы дать организациям (компаниям, предприяти ям, производителям) инструмент для разработки политики и оп ределения задач сокращения воздействия на окружающую среду. По мнению разработчиков (технического комитета 180/ТС 207), стандарты 180 14000 применимы в деятельности любой ор ганизации, ставящей своей целью: • внедрение, обеспечение устойчивого функционирования и улучшение эффективности системы экологического менеджмента; • обеспечение соответствия разработанной самой организа цией и открыто декларированной экологической политике; • демонстрацию такого соответствия другим сторонам (про чим организациям, потребителям, партнерам, населению); • получение сертификата соответствия или официальную регистрацию системы экологического менеджмента специально уполномоченными органами; • самостоятельную оценку деятельности и степени ее соот ветствия международным стандартам в области экологического менеджмента. Во всех документах серии 180 14000 используются понятия и определения, специфицированные в Глоссарии (180 14050). Часть терминов, трактующихся не совсем привычным образом, помещена ниже. Постоянное улучшение (постепенное) - процесс улучшения сис темы экологического менеджмента, направленный на достижение лучших экологических показателей деятельности организации в со ответствии с ее экологической политикой. Подразумевается, что процесс такого улучшения не обязательно должен происходить од новременно во всех областях деятельности организации. Окружающая среда - среда, в которой организация функциони рует, включая воздух, воду, землю, природные ресурсы, флору, фау ну, человеческое общество и их взаимосвязи. Отметим, что в Поста54 теином комментарии к Закону РФ "Об охране окружающей природ ной среды" термин «окружающая природная среда» трактуется как естественная среда обитания человека, биосфера, служащая услови ем, средством и местом жизни человека и других живых организмов; в широком смысле слова включает природу (естественные экосисте мы) и окружающую среду как ту часть естественной среды, которая преобразована в результате человеческой деятельности. Таким обра зом, в контексте 180 14000 окружающая среда понимается как среда, окружающая собственно организацию (предприятие), а общество ~ (жители) рассматривается как элемент среды, на который оказывает\ ся воздействие, как и на другие элементы. Воздействие на окружающую среду - любое изменение в окру жающей среде (как отрицательное, так и положительное), полно стью или частично являющееся результатом деятельности организа ции или производимых ею продукции и услуг. Толковый словарь по охране природы трактует воздействие на окружающую среду (отри цательное антропогенное воздействие на окружающую среду) как любые потоки вещества, энергии и информации, непосредственно образующиеся в окружающей среде или планируемые в результате антропогенной деятельности и приводящие к отрицательным изме нениям окружающей среды и последствиям этих изменений. Система экологического менедж:мента (далее ЕМ8) - часть об щей системы менеджмента, которая включает организационную структуру, планирование, распределение ответственности, практи ческую деятельность, процедуры (приемы), процессы и ресурсы, не обходимые для разработки, внедрения, достижения целей экологи ческой политики, ее пересмотра и корректировки. Аудит системы экологического менедж:мента - процесс систе матической документированной проверки и оценки объективным путем установленных показателей, предпринимаемый с целью уста новления соответствия характеристик ЕМ8 специально установлен ным организацией критериям такой оценки; результаты аудита ЕМ8 должны быть доведены до менеджеров. Экологический аудит - систематический документированный процесс проверки, заключающийся в получении объективным путем и оценке свидетельств аудирования: экологический аудит направлен на установление соответствия экологически значимых видов дея тельности, событий, условий, систем менеджмента или информации по этим вопросам критериям аудирования; результаты этого процес•55 I са доводятся до сведения клиента. В Российской Федерации вышел ряд публикаций, посвященных вопросам экологического аудирова ния. В них экологическое аудирование определено как квалифици рованный независимый анализ, оценка, разработка соответствующих рекомендаций и предложений по фактическим результатам любой экологически значимой деятельности, проводимые небольшими группами специалистов в сжатые сроки. Отметим, что в английских текстах используются два термина, а именно епУ1Гоптеп1а1 и аисШ епукоптеЩа! аиё1Цп§. Причем аудит означает собственно процесс проверки, а аудирование скорее относится к виду деятельности. На пример, стандарт 180 14010 назван "Ои1с1е11пе8 &г епУ1гоптеп1а1 аис1111п§ - Оепега! рппс1р1е8", т.е. речь идет о руководстве для прове дения экологических аудитов и его развитии. Экологическая цель - общая экологически значимая цель деятель ности организации, установленная экологической политикой этой организации, степень достижения которой оценивается в тех случа ях, когда это практически возможно. Экологические показатели деятельности организации - измеряе мые результаты функционирования системы экологического ме неджмента, относящиеся к вопросам контроля воздействия на окру жающую среду в соответствии с целями и задачами организации, ус тановленными ее экологической политикой. Экологическая политика - определенная организацией совокуп ность намерений и принципов в отношении экологических показате лей ее деятельности, которая создает основу для разработки кон кретных целей и задач. В толковом словаре по охране природы дано следующее определение: "Политика экологическая - совокупность способов достижения поставленных экологической стратегией целей и задач". При этом экологическая стратегия определена как сово купность конкретных целей и задач, рассчитанных на реальные воз можности и сроки их достижения, в области охраны окружающей среды и использования природных ресурсов. Экологическая задача (задача экологической деятельности) - де тальное требование в отношении экологических показателей дея тельности организации в целом или ее подразделений, которое сле дует из установленной экологической цели деятельности организа ции и подлежит выполнению в порядке достижения этой цели. Заинтересованная сторона - личность или группа лиц, озабочен ных или подвергшихся воздействию, связанному с экологическими показателями деятельности организации. , 56 Организация - компания, корпорация, фирма, предприятие, учре ждение, орган власти, их часть или комбинация, объединенная с другими или нет, частная или государственная, которая выполняет свои функции и имеет систему управления. В том случае, если в ор ганизацию входят несколько структурных единиц, такие единицы (подразделения) могут рассматриваться как организации. Предотвращение загрязнения - использование процессов, мате риалов, практических приемов, продукции таким образом, чтобы из бежать, сократить или принять контрольные меры в отношении за грязнения; включает рециклирование, переработку, изменение тех нологических процессов, механизмы контроля (извлечения загряз няющих веществ, улавливания, очистки, но не наблюдения и/или измерения параметров), эффективное использование ресурсов, заме ну сырья и материалов. Выгодность предотвращения загрязнения определяется возможностью сокращения воздействия на окружаю щую среду, увеличения эффективности и уменьшения затрат на производство (продукции, услуг и т.п.). Основные принципы и элементы системы экологического менедж мента (ЕМ8) приведены на рис.3.1. / /' ••,.1\ЧШС11ИС А^ Рис.3.1. Основные принципы и элементы системы экологического менеджмента (ЕМ8) 57 Принцип первый: обязательства и политика. Организация должна определить свою экологическую политику и обеспечить выполнение обязательств в отношении функционирования ЕМ8. Принцип второй: планирование. Организация должна разрабо тать план (программу) достижения целей и выполнения задач экологической политики. , Принцип третий: реализация. Для эффективной реализации экологической программы организация должна определить и изыскать возможности и механизмы, необходимые для достиже ния целей и выполнения задач экологической политики. Принцип четвертый: оценка и измерение. Организация долж на обеспечить необходимые оценку, мониторинг и измерение экологических показателей своей деятельности. В этом смысле систему экологического менеджмента следует рассматривать как организующую структуру, которая должна на ходиться под постоянным наблюдением. Принцип пятый: проверка и улучшение Организация должна проверять и постоянно улучшать свою систему экологического менеджмента. 3.2. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ЭКОУНРАВЛЕНИЯ В РОССИИ Окружающая среда (городская среда) - это потребительское благо, которое должно быть качественным для человека. Это бла го формируется различными компонентами окружающей среды: воздух, вода, земля, растительность, животный мир (природный компонент), городская среда (здания и сооружения). Для форми рования качественного потребительского блага необходимо в экономические затраты включать и экологические затраты. Руководители (собственники) предприятия или органы госу дарства проводят экологический мониторинг и экологическое ау дирование природопользователей, а также необходимый эколо гический учет, по данным экологической экспертизы получают первичную исходную информацию о состоянии ОС и результатах природопользования. В соответствии с экономической стратегией и экологической политикой государства принимаются управленческие решения, 58 которые представляются в виде планов и программ хозяйствен ной деятельности и некоторых соответствующих законов. , Проводя экологический контроль, управляющие выявляют нужную информацию, в том числе об отклонениях от предписа ний, и при необходимости применяют к нарушителям санкции, принуждая их к выполнению. На этом цикл замыкается. Экологический менеджмент - это специальная область охраны окружающей среды, позволяющая управлять качеством окру жающей среды посредством законодательной базы и с помощью основных экономических составляющих (табл.3.1). Экологический менеджмент РФ представлен тремя основными группами: информационный, предупредительный и принуди тельный. Информационный менеджмент включает в себя мониторинг. ОС - наблюдение за состоянием ОС в части атмосферного возду ха, гидросферы, почвенного покрова и выявление очагов напря жения; составление кадастров; аэрокосмическая фотосъемка и составление карт. Предупредительный менеджмент - это система мероприятий, которая основана на следующих направлениях: • Нормирование окружающей среды по загрязняющим веще ствам. I. Состояние окружающей среды нормируется предельнодопустимой концентрацией вредных веществ. ПДК - минималь ная концентрация загрязняющего вещества, которое может нахо диться бесконечно долго в окружающей среде, не вызывая забо леваний у человека. Влияние на ПДК определяется следующими нормами: ПДВ предельно допустимые выбросы; ПДС - предельно допустимые сбросы; ПДЗ - предельно допустимые захоронения. В соответствии с законом РФ «О стандартизации» определено: любая деятельность устанавливается по нормам и правилам в це лях обеспечения безопасности: продукции, работ, услуг для ок ружающей среды, жизни, здоровья и имущества человека; безо пасности хозяйственных объектов с учетом риска возникновения природных, техногенных катастроф и других ЧС. 59 Т а б л и цаЗ.1 Методы управления природопользованием, охраной ОС и экобезопасностью ИНФОРМА ЦИОННЫЕ ПРЕДУПРЕДИТЕЛЬНЫЕ административные финансово административно- административноэкономические контрольные правовые стимулы Мониторинг ОС Экологический учет Норма права Экол. контроль Инвестиции Исследования Экостандарты Инвентаризация Субсидии Образование Экологическое лицензирование Дотации Экореклама Экологическая сертификация Зачеты платежей Пропаганда Экологическая экспертиза Кредиты Прогнозирование Планы Экоаудирование Льготные займы ГИС-технологии Программы Другие проверки Ускоренная амортизация ПРИНУДИТЕЛЬНЫЕ экономические меры пресечения и меры взыскания ответственности Налоги Запреты работ Платежи Ограничение деятельности Приостановка Штрафы лицензии Компенсации Арест нарушителя Обязательное Отстранение экострахование от работы Облигации Др.дисцип. и иные взыскания; Смешанные изъятие и т.д. Экологические стандарты - это количественные или качест венные показатели природных объектов, имеющие юридическую значимость. К ним относятся: ГОСТы, СНиПы, СанПиНы, госу дарственные нормативы, ПНДФ. Основной группой экологиче ских стандартов для РФ являются стандарты серии ИСО 14000. Указанные стандарты ~ рекомендательные, и, следовательно, яв ляются добровольными. В России, как и на Западе, предприятия в случае применения этих стандартов приобретают возможность международной сертификации своих систем экоуправления, тем самым повышая инвестиционную привлекательность и облегчая процедуру экострахования. • Экологическое лицензирование и сертификация. Экологическое лицензирование (право, разрешение) - меро приятие, связанное с выдачей, оформлением и аннулированием лицензий в области охраны окружающей природной среды, при родопользования и обеспечения безопасности в экологической сфере, а также с надзором лицензирующих органов за соответст вием лицензионным требованиям. Лицензия - это официальный документ компетентного госу дарственного органа, содержащий разрешение (право) на осуще ствление лицензируемого вида деятельности. Процедура проис ходит в соответствии с документом о лицензировании отдель ных видов деятельности (1998 г.). Экологическая лицензия - это лицензия в области охраны ок ружающей природной среды и в сфере обеспечения экологиче ской безопасности. Подробно экологическая лицензия подразу мевает разрешение на выемку, потребление, использование при родных ресурсов, выбросы, сбросы, размещение вредных ве ществ, с указанием способов охраны и рационального природо пользования, а также обеспечение экологической безопасности человека. Экологическая лицензия подразумевает административные (экологическая стандартизация), экономические (подсчет плате жей) и гражданско-правовые мероприятия (экоаудирование, эко логическое страхование). Экологическое лицензирование бывает комплексным и специ альным. К комплексному лицензированию относится лицензия на 61 комплексное природопользование, к специальному- лицензии по видамработ. , ,;! • Типовая процедура лицензирования. Она происходит в соответствии с законом и постановлением правительства РФ от 11.04.2000 г «О лицензируемых отдельных видах деятельности». Данным постановлением установлен поря док и введен перечень видов деятельности. Лицензионные органы - Министерство природных ресурсов (МПР) и Федеральная служба по экологии, кроме этого органы Росгидромет, Росгидролесхоз и Федеральная служба Земельного кадастра. Экологическая сертификация (от лат. - верно, делать) опреде ляется как деятельность по подтверждению соответствия серти фицируемого объекта предъявляемым к нему экологическим тре бованиям и проводится в соответствии с законом «О сертифика ции продукции и услуг» (1996 г.). Нормативная основа составля ется системой Госстандарта. Экологическая сертификация бывает обязательной и добро вольной. Обязательная экологическая сертификация проводится в соответствии с системой обязательной сертификации по эколо гическим требованиям, при этом сертифицируются: - товары для личных нужд граждан; '.. - выполняемые работы и услуги, оказанные населению; - производственно-техническая продукция, в том числе сред ства производства и строительная продукция; -; - система качества; - любые производства. В соответствии с добровольной экологической сертификацией сертифицируются: '! - объекты окружающей природной сре.чы; - объекты производства и по I реблсния; . -••' - природная среда; . - технологические производства, связанные с природными ре сурсами; - товары, претендующие на экологическую этикетку. ;• Любая экологическая сертификация базируется на заключении экологической экспертизы и экологическом аудировании. > • 62 • Экологическая экспертиза (от лат. «опытный», «знаю щий») - это становление соответствия намечаемой хозяйственной или иной деятельности экологическим требованиям и определе ние допустимости реализации объекта экологической экспертизы в целях предупреждения возможных неблагоприятных воздейст вий этой деятельности на окружающую природную среду и свя занных с ними социальных, экономических и иных последствий реализации объекта. Экологическая экспертиза проводится в соответствии с зако ном «Об экологической экспертизе» (1996 г.), согласно которому различается экологическая экспертиза государственная и общест венная. Государственная экологическая экспертиза (ГЭЭ) - обязатель ная мера охраны окружающей природной среды, проводимая с целью проверки соответствия хозяйственной или иной деятель ности экологической безопасности общества. Основной исполни тельный орган - Минприроды РФ, по Москве - Госкомприрода Департамент по охране окружающей среды - отдел экологиче ской экспертизы. При общественной экологической экспертизе (ОЭЭ) объекта ми являются все предплановые, предпроектные и проектные ма териалы по объектам и мероприятиям, намечаемым к реализации на территории РФ, независимо от их сметной стоимости и при надлежности, а также материалы экологических обоснований ли цензий и сертификатов. • Экологическое аудирование. Аудиторская деятельность регламентируется временными правилами аудиторской деятельности в РФ, утвержденными ука зом Президента РФ от 22.12.1993 г «Об аудиторской деятельно сти в РФ». Экологическое аудирование рассматривает природоохранную и предпринимательскую деятельность, направленную на повыщение экологического менеджмента в соответствии с действую щим природоохранным законодательством. Особое внимание уделяется методам описания и оценки воздействия промышлен ного производства на окружающую среду. 63 • Экологические методы контроля управления качества ок ружающей среды. Экологический контроль - это проверка соблюдения экологи ческих требований по охране окружающей среды и обеспечение экологической безопасности. Его основная задача - обеспечение и соблюдение законодательства, его норм и правил. Экологический контроль бывает: государственный; ведомст венный; производственный. Государственный контроль осуществляется Министерством природных ресурсов РФ, которое имеет право: 1) беспрепятственно посещать предприятия и организации; 2) требовать предоставление информации, касающейся при родоохранной деятельности; 3) налагать запреты на строительство, реконструкцию или расширение объектов промышленного и гражданского назначе ния, когда нарушаются нормы и правила охраны окружающей природной среды; 4) аннулировать или приостанавливать работу передвижных источников загрязнения, у которых превышена ПДК; 5) привлекать лиц, нарушивших природоохранное законода тельство; 6) направлять материалы в органы Прокуратуры и МВД. Контрольными органами являются Конституционный суд РФ, Верховный суд РФ, Высший арбитражный суд, органы Мини стерства внутренних дел России. Ведомственный контроль осуществляют хозяйственные и си ловые министерства, имеющие структурные экологические под разделения. Для проведения производственного контроля на предприяти ях приказом руководства назначается ответственное лицо, отве чающее за охрану окружающей среды. • Экономический механизм экологического управления. ' Он складывается из экологической оценки состояния ОС, пла тежей за ее загрязнение и в дальнейшем возможного экологиче ского страхования (см.раздел.3.3.2). Оценка экологических мероприятий состоит из определения экономического ущерба от загрязнения окружающей среды. 64 Под экономическим ущербом от загрязнения окружающей среды понимается денежная оценка негативных изменений ос новных свойств окружающей среды под воздействием загрязне ний. Перечислим этапы оценки ущерба: 1. Определение выбросов вредных примесей из источников их образования (анализ объемов и структуры выбросов). 2. Определение концентрации примесей в биосфере (для изме рения концентрации проводят расчеты по рассеиванию вредных примесей). 3. Определение натурального ущерба (зная концентрацию вредных примесей, можно сделать вывод по оценке натурального воздействия на окружающую среду и хозяйственную деятель ность), который оценивается по следующим категориям: а) ухудшение качества жизни (рост заболеваемости, увеличе ние смертности); б) сокращение сроков службы имущества; в) рост концентрации вредных веществ в воздухе, в воде и т.д., используемых в производствах; г) сокращение, замедление прироста биомассы в лесном хо зяйстве. : Рис.3.2. Механизм возникнове ния ущерба от загрязнения: I - соци ально-экономическая система, П природная среда, III - условия жиз недеятельности, IV - социальноэкономический показатель, 1 - вы бросы вредных веществ в окружаю щую среду, 2 - изменение условий жизнедеятельности под воздействием изменения основных свойств ок ружающей среды, 3 - изменение социально-экономического показателя, характеризующего уровень жизни, 4 - ухудшение условий производст ва из-за изменения качества окружающей среды, 5 - снижение произ- . водственного потенциала как следствие ухудшения уровня жизни. 4. Определение экономического ущерба (оценка натуральных изменений в дейежном измерении) по следующей формуле: где XI - натуральное изменение 1-го фактора, Д, - его денежная оценка. Механизм возникновения ущерба от загрязнения показан на рис.3.2. 65 ''" • Виды и структура платы за загрязнения. На современном этапе основу экономического механизма ох раны окружающей среды составляет определение экологических платежей. Плата за сброс загрязняющих веществ в размерах, не превышающих предельные допустимые нормативы, определяется умножением соответствующих ставок платы па фактическую массу загрязнения каждого вида и суммированием полученных произведений: где С; - ставка платы; т , - масса загрязнения. Плата за загрязнение веществами в пределах установленных лимитов рассчитывается умножением соответствующих ставок платы па разницу между фактической массой сброса и ПДС и по следующим суммированием по каждому виду загрязнения. П, = 1 ^ „ „ , - С , ' - ( т ; * - т , " ) , где Кинд - индивидуальный коэффициент по производствам; С, - ставка платы; т^, т" - соответственно фактическая и нормальная масса сброса. Плата за сверхлимитное загрязнение рассчитывается умноже нием соответствующих ставок платы в пределах установленного лимита па величину превыщения фактической массы сброса над установленным лимитом: Я,, = 5 1 Х - С , ' -{тФ-тПОбщая плата будет составлять: : 1Г= п„" + п," + п,," . тг=п: + п„,: + п^ " ^^обгц.загр. 1Г= П„° + П„/ + Пе/ где П" - плата за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу; П"* - плата за сбросы загрязняющих веществ в водоемы; П° - плата за размещение отходов и др. Взимание платы за загрязнения окружающей среды выполняет ряд экологических функций: стимулирующую, распределитель ную, аккумулирующую и контролирующую. Плата стимулирует предприятие к снижению вредных выбросов, обеспечивает меха низм достижения проектных показателей. У "грязных" произ66 водств складывается альтернатива: или загрязнять и платить, или направлять средства на экологическое обновление производства. Платежи определяются в границах предельно-допустимых нормативов выбросов, сбросов и захоронения веществ (в преде лах ПДВ, ПДС); в границах временно-согласованных норм (в пределах временно согласованных выбросов ВСЕ, сбросов ВСС); за сверхлимитные выбросы, сбросы и захоронения. Размер платы за выбросы, сбросы и захоронения вредных веществ в размерах, не превышающих установленных допустимых нормативных вы бросов ПДВ и сбросов ПДС, определяется умножением соответ ствующих ставок платы (базовые нормативы) на величину за грязнения и суммированием полученных произведений по видам загрязняющих веществ. Плата за выбросы в пределах установленных лимитов опреде ляется умножением соответствующих ставок на величину пре вышения фактической массы и суммированием полученных про изведений и умножением этих сумм на пятикратный повышаю щий коэффициент. Размер платы по основным платежам определяется по основ ным слоям атмосферы, гидросферы, литосферы. Источниками покрытия платежей являются: себестоимость продукции; прибыль, остающаяся в распоряжении предприятия. 3.3. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ РИСКИ КАК ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СТРАХОВАНИЕ «Экологическая безопасность - это устойчивое состояние ок ружающей среды, обеспечивающее возможность улучшения ка чества жизни людей, защищенность природных и техногенных катастроф, возможность стабильного прогресса общества». Слово «возможность» используется в данном определении в связи с тем, что качество жизни и стабильность окружающей среды общества обеспечиваются не только стабильностью окружающей среды, но и социально-экономическим устройством общества. Путь к экологической безопасности лежит через решение смежной стратегической задачи - сохранение всеми доступными •ш методами не нарушенной хозяйственной деятельностью террито рии с сохранившимся объемом естественной биоты, которая должна стать центром восстановления естественной природной среды и биоты в объеме, необходимом для обеспечения устойчи вости окружающей среды. Восстановление естественной природ ной среды на нарушенных территориях следует проводить шаг за шагом, прежде всего отказываясь от бездумного растрачивания важнейшего экологического ресурса - территории. Второй важной стратегической задачей остается локальная очистка окружающей среды в местах повышенной экологической опасности, т.е. в местах наибольшей концентрации населения: больших городах и урбанизированных территориях. Она же включает частичное восстановление на нарушенных землях есте ственных экосистем ~ природных участков. Особенно это качест во нового строительства и реконструкции уже существующих го родских территорий. В целом решение этих задач способствует улучшению качества жизни и работы людей в городах. Эта стра тегическая задача для каждой конкретной территории имеет свой срок выполнения. К основным критериям обеспечения экологической безопас ности города относятся: ; - затраты на действия, усугубляющие экологическую опас ность на любом территориальном уровне (запрет на освоение не нарушенных территорий, запрет на хозяйственную или иную дея тельность, экологические последствия которой непредсказуемы, запрет на выброс в окружающую среду определенных веществ и т.д.); - территориальная компенсация - при вовлечении в хозяйст венное использование или при других нарушениях естественных участков территории обязательна компенсация восстановлением ранее нарушенной территории с равноценной или большей по продуктивности естественной биотой; *' - наращивание особо охраняемых территорий; - предупреждение ущерба - проведение мероприятий по пре дупреждению еще не начавшихся, но ожидаемых в результате хо зяйственной или иной деятельности нарушений окружающей ,6^^ г • среды с целью их полного предотвращения или ограничения ми нимальными допустимыми нагрузками; - согласованность - согласование любой хозяйственной дея тельности и связанных с ней природоохранных мероприятий, с одной стороны, между властными органами, природопользователем, общественностью и отдельными гражданами, а с другой стороны, с основными стратегическими задачами экологической безопасности; - ОВОС ~ оценка воздействия на окружающую среду различ ных видов текущей и потенциальной хозяйственной и иной дея тельности и их экологическое экспортирование; -р - разрешительностъ - получение разрешения на любой вид деятельности, ведущей к нарушениям и деформациям окружаю щей среды; - декларирование - обязательное предупреждение обществен ности, граждан и властных органов о тех или иных действиях, технологиях, веществах и т.д., могущих привести к нарушениям окружающей среды и ухудшению здоровья людей; - регистрация - регистрация новых веществ, особо опасных веществ, биотехнологий, технологий генной инженерии и т.д.; - экологическое нормирование потребления территории, изъя тия ресурсов, выбросов вредных веществ, уровней загрязнения, остаточных вегцеств и т.д.; - платность ресурсов с учетом их экологической значимости; - налогооблоэюение на выбросы загрязнителей и другие нару шения окружающей среды; - ответственность (в том числе материальная) «виновников нарушений окружающей среды за предотвращение ущерба, его устранение и компенсацию ущерба»; - информированность - свободный доступ отдельных граж дан, общественности, средств массовой информации и природо охранных органов к экологической информации и информации о нарушениях окружающей среды; - научная обоснованность природоохранных мероприятий; - обязательность согласованных международных действий. Перечисленные принципы могут быть использованы при разра- т ботке федеральной региональной и местной экологической поли тики. Необходимым и достаточным критерием для формирования экологической безопасности среды обитания человека может быть рассмотрен принцип «предупреждения ущерба». • Исторически сложилось так, что экологическая опасность сво дилась к обсуждению ущерба, потерь, убытков - самого разного рода, но одного происхождения, а именно вызванных измене ниями в состоянии окружающей среды, что означает, с одной стороны, ущерб - это экологическая опасность, с другой стороны - подвергаться известной опасности, превратности, неудачам, значит рисковать. Поэтому понятие «риск» и его оценка для ка кого-то события, в частности формирование качественной город ской среды, становится основополагающей исходной предпосыл кой для проектировщика. . Само понятие "риск" ранее практически не употреблялось в отечественной научной литературе. Оно использовалось в раз личных разделах прикладной математики. В теории рещений принимали и принимают риск (К), как (априорная трактовка) "ве роятность проявления неблагоприятного события" [5]. Риск - это вероятность реализации и опасности или ожидаемая величина ущерба, связанного с каким-либо действием. Его нельзя измерить инструментальными методами, но можно рассчитать вероятность события или системы события. Качественно эколо гический риск, связанный с химическим и физическим воздейст вием, можно охарактеризовать (оценить вероятность) через при роду неблагоприятных последствий количественно. Экологический риск - мера количественного измерения опас ности, представляющая собой многокомпонентную величину, измеренную, например с помощью статистических данных или рассчитанную посредством имитационных моделей, включаю щих количественные показатели: - ущерб от воздействия того или иного опасного фактора; - вероятность возникновения (частоты) рассматриваемого опасного фактора; - неопределенность в величинах ущерба и вероятности собы тия. 70 Риск можно представлять количественными величинами от нуля (уверенность в том, что вред не будет нанесеп) до единицы (абсолютная уверенность в том, что вред будет нанесен). 3.3.1. Классификация рисков Исходя из причин возникновения, можно представить такую классификацию: - природно-экологические риски - риски, обусловленные из менениями в окружающей природной среде. - технико-экологические риски - риски, обусловленные появ лением и развитием техносферы: - риск устойчивых техногенных воздействий - риск, связан ный с изменениями окружающей среды в результате обычной хо зяйственной деятельности; - риск катастрофических воздействий - риск, связанный с из менениями окружающей среды в результате техногенных катаст роф, аварий, инцидентов; - социально-экологические риски - риски, обусловленные за щитной реакцией государства и общества на обострение экологи ческой обстановки; - эколого-нормативный риск - риск, обусловленный приняти ем экологических законов и норм или их постоянным ужесточе нием; - эколого-нолитический риск - риск, обусловленный экологи ческими акциями протеста; - экономо-экологические риски - риски, обусловленные фи нансово-хозяйственной деятельностью. На основе классификации экологических рисков можно выде лить субъекты, чья деятельность является источником новышенной опасности для окружающей среды, и предпринять мероприя тия по предотвращению реализации рисков, по защите объекта от воздействия на него экологических факторов риска. Деятельность человека всегда связана с экологическим рис ком. Экологический риск обусловливает экологический ущерб, так как экологический риск, независимо от того, что является ис точником опасности, связан с возможным ущербом для состоя ния экосистемы, хозяйственной деятельности и здоровья людей. 71 3.3.2. Экологическое страхование Одной из важнейших областей приложения знаний об эколо гическом риске и экологическом ущербе является экологическое страхование. Правовое регулирование экологического страхова ния осуществляется рядом нормативных актов, в первую очередь, Гражданским кодексом Российской Федерации, глава 48 которо го специально посвящена страхованию как отдельному виду обя зательств. Для экологического страхования, главным образом, имеют значения положения ПС, содержащиеся в статьях 927, 929, 931, 966, которые прямо закрепляют некоторые аспекты, относя щиеся к страхованию ответственности, а именно: • обязательное страхование гражданской ответственности за причинение экологического вреда осуществляется в силу прямо го указания закона (часть 2 статья 927); • ' • обязательное страхования может осуществляться страхова телями (хозяйствующими субъектами) как за свой счет, так и за счет заинтересованных лиц (часть 2 статья 927). Однако обяза тельное страхование ответственности за счет бюджета не преду смотрено (часть 3 статья 927); • риск гражданской ответственности рассматривается как имущественный интерес, страхуемый по договору имуществен ного страхования (часть 2 статья 929); • договор страхования риска ответственности за причинение вреда (и в том числе экологического) считается заключенным в пользу лиц, которым может быть причинен вред (часть 3 статья 931). Эти лица вправе предъявить требование о возмещении вре да непосредственно страховщику (часть 4 статья 931); • иск по требованиям, вытекающим из договора данного ви да, может быть предъявлен в течение двух лет (статья 966). Правовое регулирование отношений по экологическому страхо ванию представлено и в Федеральном законе от 10 января 2002 г. «Об охране окружающей среды»: В Российской Федерации может осуществляться государственное экологическое страхование. Закон определяет, что предприятия, деятельность которых связана с повышенной опасностью для окружающей природной среды, обязаны возместить причиненный ими вред в полном объ,72 . еме. В нем предусмотрено добровольное и обязательное экологи ческое страхование на случай экологических бедствий, аварий и катастроф. Экологическое страхование - страхование ответственности объектов - источников повышенного экологического риска - за причинение ущерба третьим лицам вследствие внезапного, не предусмотренного, аварийного загрязнения окружающей среды. Из определения экологического страхования следует, что оно обеспечивает: " • •!:^;^^1">Т л." ' •'^ • защиту имущественных интересов страхователя в случае аварийного загрязнения окружающей природной среды; • компенсацию части убытков, причиненных третьим лицам, в результате загрязнения окружающей природной среды; • формирование дополнительных источников финансирова ния природоохранных мероприятий за счет средств страховых компаний; • повышение финансовой устойчивости функционирования предприятий - источников повышенной экологической опасности. Таким образом, исходя из функций экологического страхова ния, можно сделать выводы о том, что экологическое страхова ние может быть мощным фактором воздействия на состояние дел в области борьбы с негативным воздействием производственнохозяйственного комплекса на окружающую природную среду, и тем самым снизить экологические риски и экологический ущерб. Нормативно-законодательная база в области охраны окру жающей среды представлена следующими источниками: 1. Закон РФ «Об охране окружающей среды» (2002 г.). 2. Закон РФ «Об охране атмосферного воздуха» (1996 г.). 3. Закон РФ «О недрах» (1992 г.). 4. ФЗ «О животном мире» (1995 г.). 5. ФЗ «Об особо охраняемых природных территориях» (1995 г.). 6. ФЗ «Об экологической экспертизе» (1996 г.). 7. Лесной кодекс (1997 г.). 8. Водный кодекс (2006 г.). • . .• л 9. Воздушный кодекс (1997 г.). 10. Земельный кодекс (2001 г.). 11. Уголовный кодекс (1996 г.). 73 РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА • \ , Башкин В.Н. Управление экологическим риском. М., 2005. Вигдорович В.К, Габелко КБ. Техногенные системы и экологиче ский риск. Тамбов, 2004. В.И. Вернадский и современность /Под. ред. В.С. Соколова, А.Л. Лишена. М., 1986. Измалков В.К, Измалков А.В. Техногенная и экологическая безо пасность. М., 1998. Касъяненко А.А. Техногенные системы и экологический риск, М., 2002. Кондратьева Л.М. Экологический риск. Хабаровск, 2003. Косое В. И., Шульгин Д. Ф., Кчыков В.Е. и др. Математическое мо делирование природных экосистем. Тверь,1998. Потапов А.Д. Экология: Учебник. - М.: Высшая школа, 2005. Геймере К Ф. Экология (Теория, законы, правила, принципы, гипо тезы). М., 1994. Самарекий А.А., Михайлов А.П. Математическое моделирование. Идеи. Методы. Примеры. - 2-е из.т.. исир. М., 2005. КОНТРОЛЬНЫЕ ТЕСТЫ 1. Возраст Вселенной примерно равен: - 15 миллиардов лет; - 150 миллионов лет; - 5 миллиардов лет; - 150 миллиардов лет. 2. Возраст земной биосферы примерно равен: - 4 миллиарда лет; - 4 миллиона лет; - 40 миллиардов лет; - 400 миллионов лет. 3. Основной эволюционный процесс в биосфере протскае! на уровне: - популяции; - биоценоза; - вида; - пары особей. 4. К числу продуктов фотосинтеза не относи 1ся: - азот; - кислород; • - вода; - глюкоза. 74 5. Из перечисленных химических элементов к числу 6 основн1>1х ор1аногенов 01 носи гея только: - фосфор; - кремний; - начрий; - ка.1ьций. 6. Совокуиносгь особей одного вида, л.!Пгге:1ьно занимающая онределенное пространство и восироизио,чяп1ая себя, называется: - популяция; - биоценоз; - ареа.|; - семейство. 7. Энтропия системы это мера ее: - бесноря.чка; - )нер1 ии; - упорядоченноеги; - живучести. 8. Функционирование популяции живых организмов направлено на: ., , , - максимальное увеличение численности; - поддержание оптимальной численности; - поиски нового ареала; - содействие другим популяциям. 9. Оболочка Земли, структура которой определяется совокупной жизнедеятельностью организмов, называется: - биосфера; - зоосфера; - мезосфера; - литосфера. 10. Естественные биокатализаторы носяч название: - ферменты; - гормоны; - антигены; - микрофлора. 11. Внутриклеточные органоиды растений, в которых происходит фотосинтез, называются: - хлоропласты; - рибосомы; - лизосомы; - митохондрии. 12. Из перечисленных химических элементов к числу основных 6 ор ганогенов не относится: - кремний; - фосфор; - углерод; - сера. 75 ' • 13. Вещество, ускоряющее химическую реакцию, называется: - катализатором; - индикатором; - ингибитором; - изотопом. 14. Восстановите историческую последовательность геологобиологической эволюции Земли: - археозой (докембрий); , . , . :, , ,... - палеозой; - мезозой; .• г - кайнозой. * . • • 15. Программа развития живого организма содержится в его: - полном геноме; - полном геноме и белках зародышевой клетки; >, •' - части генома; . . - структуре рибосом. 16. Форма взаимосвязи, при которой одни организмы живут за счет питательных веществ или тканей других организмов, называется: - паразитизмом; . . . . . - симбиозом; - хищничеством; , , • ; - аменсализмом. 17. Согласно правилу трофической пирамиды общее число особей с каждым следующим уровнем: • , • ;!,ь - уменыпается; - увеличивается; - колеблется; - остается неизменным. 18. Толерантность это способность организмов: • - выдерживать изменение условий жизни; - приспосабливаться к новым условиям; - образовывать местные формы; - взаимодействовать с другими организмами. ть 19. Термин «экология» предложил: - Геккель; • -.• - Аристотель; - Дарвин; - Вернадский. -20. Организмы, питающиеся живой органикой, называются: - гетеротрофы; - автотрофы; - сапрофиты; • • - хемотрофы. 76 21. Процесс развития и смены экосистем на незаселенных или нару шенных участках носит название: - сукцессия; - насаждение; - воспроизводство; - микроэволюция. 22. Автотрофно питающиеся организмы носят название: - продуценты; - редуценты; - сапрофиты; ;! ! - биота. . : • . 23. Сообщество организмов разных видов вместе со средой их оби тания носит название: - биогеоценоз; , . - биоценоз; - популяция; - биотоп. 24. Грибы, растущие на деревьях, проявляют: - паразитизм; .• . - симбиоз; - сапрофитизм; - комменсализм. 25. Скорость образования органического вещества в экосистемах на зывается: - продуктивность - производительность; ^ ^ * - жизнестойкость; - толерантность. , 26. Тип питания бактерий, основанный на усвоении углекислого газа за счет окисления неорганических веществ называется: - хемосинтез; - фотосинтез; , , - сапрофитизм;. . , \ г. •.. - гетеротрофное питание. , 27. Хемосинтез представляет собой: . , .: - автотрофное питание; . , . - гетеротрофное питание; ,. ,, - механизм образования почвы; - способ очистки воды. <, 28. Началом пищевых цепей в водных экосистемах являются: - планктон; - рыбы; - икра рыб; .,, - личинки рыб. ./77 29. Первоисточником жергии для жосисюм с.1ужи1: - Солнце; - вулканическая дсятсл1>110счг>; - внутренняя активное!ь Земли; - автотрофная биота. 30. Совокупность геноп особи называется: ' - генотип; - генофонд; - хромосома; - триплет. 31. Организмы, живущие при отсутствии свободного кислорода, на зываются: - анаэробы; - аэробы; - фотосинтетики; - хемосинтетики. 32. Принцип конкурентного исключения носит имя: - Гаузе; - Геккеля; - Либиха; - Ле Шателье. 33. Совокупность факторов среды, в которых возможно существова ние данного вида, носит название: - экологическая ниша; - ареал; - климат; - биоценоз. 34. Мерой неупорядоченности сисюмы служи:: " - энтропия; - энергия; - температура; - информация. 35. Способность материальных объектов к движению это: . - энергия; - энтропия; - живучесть; - работоспособность. 36. Все перечисленные химические элементы относятся к основным органогенам: - углерод, кислород, сера; - кислород, кремний, кальций; - углерод, кальций, натрий; - азот, сера, железо. 78 37. Первые автотрофы в истории земной биосферы это: - бактерии; - водоросли; - растения; - животные. 38. Зарождение жизни в водной среде было обусловлено: - отсутствием озоносферы; - отсутствием свободного кислорода; - наличием ила; - наличием солей. 39. Биосфера не оказывает заметного влияния на: - движение литосферных плит; - возникновение коралловых островов; - формирование известняков; - состав атмосферы. 40. Основная доля пищи, потребляемой организмами, используется для: - возобновления энергии; - формирования тканей; - передачи наследственной информации; - поддержания состояния сна. 41. Ферменты обеспечивают: • - обмен веществ и передачу наследственной инфор.мации; - только обмен веществ; - только передачу наследственной информации; - проявление эмоций. 42. Консументы это: - потребители органических веществ живых организмов; , - потребители отмершей органики; - фотосинтетики; - хемосинтетики. 43. Совокупность организмов, объединенных одним видом питания, составляет: - трофический уровень; - вид; ' - популяцию; ' , .1 • ; ' - биоценоз. 44. Участок земной поверхносги, ллите.1ьно занимаемый популяци ей, называется: - ареал; - экологическая ниша; - биогеоценоз; - окружающая среда. 45. Аэробы это: 79 - организмы, нуждающиеся в наличии свободного кислорода; - организмы, живущие в воздушной среде; - насекомые; - птицы. 46. Фитофаги это: - организмы, питающиеся растениями; , - организмы, не переносящие растительную пищу; - растительные организмы; - ядовитые растения. 47. Лимитирующий фактор ограничивает; ' - рост и (или) размножение организмов; - способность организмов к размножению; - миграцию организмов; - колебания численности популяций. 48. Генофонд это: ,йг,!. . - совокупность генов популяции или вида; - совокупность генов особи; - совокупность генов пары особей; ресурсы генной инженерии. 49. Климаксовая экосистема это: - заключительная стадия экологической сукцессии; • - разрушающаяся экосистема; - результат экологической катастрофы; - популяция вымирающего вида. 50. Приспособление строения и функций организмов к изменяю щимся условиям окружающей среды называется: - адаптация; - толерантность; - модификация; - мутация. 51. Совокупность особей, способных к скрещиванию с получени ем плодовитого потомства составляет: - биологический вид; - трофический уровень; - биоценоз; - семейство. 52. Процесс, в результате которого сохраняются особи, наиболее приспособленные к условиям среды, называется: - естественный отбор; - конкурентное исключение; - сукцессия; - филогенез. • "' 80 53. Энергия в экосистемах: - рассеивается; - накапливается; - движется по замкнутому циклу: - генерируется организмами. 54. Минеральные вещества, потребляемые растениями из литосферы: - возвращаются обратно вследствие круговорота веществ; - безвозвратно рассеиваются в мировом океане; - полностью преобразуются в органические соединения; - выносятся в ближний космос. 55. Гибель живых организмов сопровождается: - скачкообразным ростом энтропии; , : , - плавным уменьшением энтропии; - сохранением уровня энтропии; - сильными колебаниями энтропии. 56. Расположите уровни организации биосистем по мере возрас тания их сложности: - особь; - популяция; • ., , ... - вид; .; , ^ - биосфера. 57. Согласно второму началу термодинамики энтропия в замкнутой системе: - стремится к максимуму; ' ; - стремится к минимуму; ., ' " - остается постоянной; - колеблется относительно среднего значения. 58. Цепь сменяющих друг друга биоценозов носит название: • : - сукцессионный ряд; - ряд поколений; ; - трофическая цепь; - эволюционная линия. 59. Раздел экологии, изучающий действие среды на отдельные осо би, называется: - аутоэкология; - демэкология; •,,\ - синэкология; - экология животных. 60. Экологическими факторами называют: - компоненты среды обитания; - структуру экосистем; - трофические уровни; - состав биоценоза. • . ^ . . ,- ., 81 Ч а с т ь 2. Экологический практикум Вторая часть учебного пособия - это решение практических экологических задач на основе теоретических основ науки «Эко логия», их выполнение нацеливает на стимулирование самостоя тельной работы студентов с тем, чтобы повысить ее роль не толь ко в формировании знаний, но и в накоплении навыков научного исследования. После рассмотрения методики и примеров расчетных работ с преподавателем, для закрепления материала студентам раздаются варианты для самостоятельного выполнения работ. На первом практическом занятии студентам предлагаются темы рефератов для самостоятельного теоретического исследования. В конце курса проводится обширный коллоквиум по пройденному лекци онному материалу. На заключительных практических занятиях по итогам успешно пройденного коллоквиума и зашиты рефера тов, а также при наличии выполненных практических работ и лекционного материала студенты получают оценку «зачтено». Р а з д е л 1. ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКОСИСТЕМ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ЭКОЛОГИИ ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 1.1, ТРОФИЧЕСКИЕ УРОВНИ, ЦЕПИ И ЗАВИСИМОСТИ В НИХ В биоценозах между организмами возникают и устанавлива ются прочные пищевые взаимоотношения или цепи питания (трофические цепи). Эти цепи в общем виде состоят из трех ос новных звеньев: продуцентов, консументов и редуцентов. Трофические цепи, которые начинаются с фотосинтезирующих организмов, называют цепями выедания (пастбищными), а цепи, начинающиеся с отмерших остатков растений другого дет рита, - детритпыми цепями. Место каждого звена в цепи питания называют трофическим уровнем, он характеризуется различной интенсивностью проте кания потоков вещества, энергии и информации. Первый трофи ческий уровень всегда занимают продуценты вне зависимости от ,82 § того, какие цепи реализуются детритные или пастбищные; фи тофаги - это второй трофический уровень; плотоядные, живущие за счет фитофагов - третий уровень; плотоядные, потребляющие других плотоядных - четвертый уровень и т.д. Вследствие этого и различают консументов первого, второго, третьего, четвертого порядков, занимающих разные уровни в цепях питания. Основ ную роль играет пищевая специализация консументов. Виды с широким спектром могут включаться в цепи питания на разных трофических уровнях. К примеру, приматы имеют в своем ра ционе и растительную пищу, и мясо травоядных и плотоядных животных. Поэтому они могут выступать в разных пищевых цепях в качестве консументов первого, второго или третьего порядков. Потери энергии при переходе с одного уровня на другой обу словливают то, что трофические очень редко бывают многозвен ными, в основном 4-6 звеньев. Типичные схемы трофических цепей Проду Консумен- Консумен- Консумен- Детритофаги ты 1-го центы ты 2-го ты 3-го по и редуценты порядка порядка рядка Белка Соспа Куница Рысь Дождевые черви,грибы Детритная Листвен Дождевые Дрозд Ястреб То же черви ный опад Морская Водорос Веслоногие Сельдь Акула Морские ли черви Тля Садовая Сморо Божья Пауки Грибы дина коровка Тип тро фической цепи Лесная Однако такие цепи в чистом виде в природных условиях обычно не встречаются, поскольку одни и те же виды могут быть одновременно в разных звеньях. Это обусловлено тем, что моно фагов в природе очень мало, обычно это олигофаги или нолифаги. Например, при реализации отношений в виде хищничества хищники, которые питаются различными растительноядными и плотоядными животными, являются звеньями многих цепей. Изза этого в каждом биоценозе исторически формируются комплек сы пеней питания, представляющие собой единое целое. Подоб ным образом формируются сети питания, которые отличаются большой сложностью. "83 Потери энергии на переходах с разных трофических уровней свидетельствуют о том, что чистые пищевые цепи и трофические уровни - это теоретическое представление. Линейную трофиче скую цепь можно создать только в лабораторных условиях. Су ществующие в природных условиях трофические сети содержат многие популяции, которые принадлежат сразу к нескольким трофическим уровням. Один и тот же организм потребляет в пи щу и животных, и растения; хищник может питаться консументами и первого, и второго порядка, а многие животные поедают как живые, так и отмершие растения, и различный детрит, и экс кременты, и многое другое. Благодаря сложности трофических связей выпадение какогото одного вида нередко почти не сказывается на сообществе. Пищу исчезнувшего вида начинают потреблять другие «пользо ватели», питавшиеся им виды находят новые источники питания, что в целом сохраняет равновесие в сообществе. Порядок проведения практического занятия Студентам раздают задания в виде схемы трофических уров ней в конкретной экосистеме с указанием ориентировочной чис ленности популяций доминантных видов на каждом трофическом уровне. После этого каждому предлагают изменить численность одной из популяций до определенного (критического) уровня. Необходимо определить: 1) каким образом будет реагировать экосистема на данное из менение; 2) каким образом будут реагировать предоминантные виды; 3) приведет ли данное изменение: - к необратимым изменениям в экосистеме, _ - к прекращению существования экосистемы, - к изменению численности популяций на других трофических уровнях, - на каких уровнях и в какую сторону: увеличения или умень шения; - к изменению видового состава указанной экосистемы; 5) каким образом данные изменения повлияют на окружаю щие экосистемы 9 84 г Пример. Экосистема Северного моря (прибрежная территория). Первый уровень: фитопланктон. Второй уровень: зоопланктон, мелкие ракообразные. Третий уровень: крупные ракообразные, креветки, рыбы пи тающиеся планктоном, и т.д. Четвертый уровень: крупные рыбы Пятый уровень: морские животные, птицы Каким образом изменится ситуация в экосистеме при сокра щении популяции доминантных представителей третьего трофи ческого уровня в два раза? Ответ необходимо обосновать и пока зать конкретные зависимости в экосистеме. , ; Методические указания к подготовке занят.ия Занятие проводят в аудитории. Преподаватель подготавливает к занятию отдельные задания с учетом специфики специализации студентов и уровня их подготовленности по экологическому на правлению. Количество заданий должно быть рассчитано таким образом, чтобы в одной учебной группе не было более двух сту дентов, имеющих одинаковые задания, для повышения контроля качества и самостоятельности выполнения работы конкретным студентом. В заданиях должны быть представлены как экосистемы суши, так и экосистемы моря или другие водные экосистемы, кроме то го, желательно использование экосистем с микробиологическими составляющими, а также малых экосистем (экосистема дерева в экваториальном лесу и т.д.) для развернутого понимания студен тами специфики предмета и расширения экологического кругозо ра и мировоззрения. : ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 1.2. МИГРАЦИИ В ЭКОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ " Студентам выдают задание, содержащее описание сложив шейся ситуации в определенной экосистеме из-за появления в ней новой популяции (возможно и нового вида), мигрировавшего с других территорий. Необходимо определить тип миграции (се зонная и т.д.), причины, послужившие толчком к миграции, и ре акцию видов, обитающих в данной экосистеме. ,85 Пример. Африканская саванна. Устойчивая экосистема не ожиданно выходит из состояния гомеостаза из-за появления крупной популяции гепардов и других хищников, мигрировав ших с соседних территорий. Укажите возможные причины (как естественные, так и антро погенного характера) и тип миграции, а также возможные по следствия для вышеуказанной экосистемы на примере конкрет ных видов. Методические указания к подготовке занятия Занятие проводят в аудитории. При разработке заданий следу ет отталкиваться от различных причин, вызвавших миграцию, и диверсифицировать виды миграций таким образом, чтобы сту денты получили полное представление о причинно-следственном составе данной темы и о разнообразии видов миграций и их по следствий. Следует использовать как существующие примеры миграции птиц и животных, так и примеры возможных миграций вследствие внешних причин (загрязнений, изменения климата, воздействия естественных природных процессов). Раздел 2. НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ПРИКЛАДНОЙ ЭКОЛОГИИ 2.1. ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ П РЛКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2.1.1. РЛСЧНТ З.ЛГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫВЫЬРОС ЛМИ ОДИНОЧНОГО ИСТОЧНИКА (КОТЕЛЬНОЙ) Цель - определение количеств основных веществ загрязняю щих атмосферу при сжигании органических топлив в котельных с выбросом продуктов сгорания через дымовую трубу. Методика и порядок выполнения работы Необходимо рассчитать массы выбросов основных загрязните лей при сжигании топлива в котельных для дальнейшего опреде ления концентраций этих веществ в приземном слое атмосферы. Т 1. Количество оксида серы в пересчете на 8О2, выбрасываемо го в атмосферу с дымовыми газами котлоагрегатов в единицу времени, рассчитывают по формуле: М^о, =2^5Д1-77«,Л(1-77;о,)'Г/с, "А где Вр - расход твердого или жидкого топлива, г/с; 5"^- содержание серы в топливе, %; . , , , 7/50 " доля окислов серы, связываемых летучей золой топлива, для эстонских и ленинградских сланцев принимается равной 0,8; остальных сланцев - 0,5; углей Канско-Ачинского бассейна - 0,2 (Березовских - 0,5); торфа - 0,15; экибастузских углей - 0,02; прочих углей - 0,1; мазута - 0,02; газа - 0,0 Г1^д - доля окислов серы, улавливаемых в золоуловителе, при нимается по техническим даннЫхМ применяемых золоуловителей. 2. Количество оксида углерода, выбрасываемого в единицу ' времени, рассчитывают по формуле Л^„=0,001^^?^,г/с, где Вр - расход твердого, жидкого или газообразного топлива, г/с, л/с; д4 - потеря тепла от механической неполноты сгорания топ лива, принимается равной: 0,5% - для газообразных и жидких то плив, 4% - для твердых топлив; Ссо - выход оксида углерода при сжигании топлива (г/кг, г/м^), Ссо=Чз ^К^^\; К - коэффициент, учитывающий долю потери теплоты вслед ствие химической неполноты сгорания топлива, обусловленной наличием в продуктах сгорания оксида углерода; для твердого топливаК=\, для газа 7?=0,5; для мазута ^?=0,65; дз - потеря тепла от химической неполноты сгорания топлива, принимается равной 0,5%; ^'^ - низшая теплота сгорания топлива (мДж/кг, мДж/м^). 3. Количество оксида азота в пересчете на N02, выбрасывае мого в единицу времени, рассчитывают по формуле Мд.о^ = 0,0015^аЖ„о^' г/с, где Вр - расход твердого, жидкого (г/с) или газообразного (л/с) топлива; 87 К^д - количество оксида азота, образующегося на 1 ГДж теп ла (кг/ГДж), определяется по графикам для различных видов топ лива в зависимости от номинальной нагрузки котлоагрегатов (рис.2.1). г ;; - доля твердых частиц, улавливаемых в золоуловителях, при нимается по техническим данным применяемых золоуловителей. 5. Количество выбросов окиси ванадия в пересчете на пентаксид ванадия рассчитывают по формуле М^о^=10-^С?^„^ЛД1-7.с.)(1-7,),г/с, ; где Вр - расход топлива, г/с; 7о с ' коэффициент оседания окиси ванадия на поверхностях нагрева; для котлов с промежуточными пароперегревателями ?7(,е =0,7; без них 0,05; для всех остальных случаев Г]^^ =0; т]^ - доля твердых частиц продуктов сгорания жидкого топлива, улавливаемых в устройствах для очистки газов мазутных котлов; (}у^0_ - содержание пентаксида ванадия в жидком топливе в Рис. 2.1. Зависимость^^,„ от тепловой мощности (а) и паропроизводительности (б) котлоагрегата: 1-природный газ, ма зут, 2-антрацит, 3-бурый уголь, 4-каменный уголь При нагрузке котла, К^д^ следует умножить на отличающейся или на пересчете на К2О5, г/т. При отсутствии результатов анализа топ лива содержание окиси ванадия в мазуте с 5"^>0,4% определяют ориентировочно по формуле Суд = 95,45"" ~ 31,6, где 5*'' - содер жание серы в мазуте, %. от номинальной. В л^ , где Вф, В,, - соответственно фактическая и номинальная паропроизводительность, т/ч; ^ф, ^„ - соответственно фактическая и номинальная мощность, кВт. 4. Количество твердых частиц летучей золы и недогоревшего топлива, выбрасываемых в единицу времени при сжигании твер дого топлива и мазута, рассчитывают по формуле М, =0,01(Л^+94)а^„ЛД1-7),г/с, '^ ^' где Вр - расход твердого или жидкого топлива, г/с; * А^ - зольность топлива, % ; а .„ - доля твердых частиц, уносимых из топки с продуктами сгорания, для слоевых топок равная 0,2-0,3; для пылеугольных 0,98; для циклонных топок - 0,6-0,8; ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ Варианты заданий Вариант Топливо Окот, кВт КПД, п Вариант Топливо Окот, кВт КПД, п 1 уг.п 2 уг.п 3 4 уг.п уг.п ии 1ио 200 400 VI,IV. 0,80 0,82 0,8-5 1Ь 16 М 18 газ газ газ газ ви 100 200 400 и,9и 0,90 0,92 0,92 5 6 7 уг.п уг.п уг.п 1000 2000 10000 0,87 0,88 0,90 19 20 21 газ газ 1000 2000 0,95 0,95 8 9 10 11 уг.к 60 0,78 22 уг.к 100 0,80 уг.к 200 0,82 24 уг.к 400 0,85 25 12 уг.к 1000 0,87 23 26 газ мазут мазут мазут мазут мазут 10000 60 100 200 400 1000 0,96 0,90 0,90 0,92 0,92 0,95 13 14 уг.к 2000 0,88 27 угк 10000 0,90 28 мазут мазут 2000 10000 0,95 0,96 Степень очистки газов всех очистных устройств принимается 50 %. Характеристики топлива Вид топлива А^, % 8', % Уголь подмосковный Б2Р 39 4,2 Уголь кузнецкий ДР 13,2 0,4 Природный газ Саратов-Москва Мазут высокосернистый 0,1 4,1 0'„ 9,88 мДж/кг 22,93 мДж/кг 35,82 мДж/м" 38,89 мДж/кг (89 СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА И ЕГО ФОРМА Отчет ио выполненной работе должен содержать: - краткое тезисное описание основных видов загрязнений при сжигании данного по варианту вида топлива; - последовательность проведения расчетов и их результаты в табличной форме; - расчеты, сопровождающиеся кратким пояснительным тек стом, в котором указывается, какая величина определяется и по какой формуле, какие величины подставляются в формулы и от куда они взяты; ~ вычисления, производимые в системе СИ; - отчет на листах формата А4. ' "' ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 2.1.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАКСИМАЛЬНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ В ПРИЗЕМНОМ СЛОЕ АТМОСФЕРЫ ОТ ОДИНОЧНОГО ИСТОЧНИКА (КОТЕЛЬНОЙ) Цель - определение наибольших ожидаемых концентраций всех видов вредных веществ в приземном слое атмосферы района от работы производственно-отопительной котельной для задан ных неблагоприятных условий рассеивания. Расчеты фактических концентраций вредных выбросов и сравнение фактических загрязнений (с учётом фоновых концен траций) с нормативами максимальных разовых предельно допус тимых концентраций (ПДК„.р.). КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАЩИТА РАБОТЫ 1. Перечислить основные виды загрязнений атмосферы при сжигании твердых, жидких и газообразных топлив. Какие нега тивные последствия они оказывают на окруж:ающую среду? 2. Перечислить негативные влияния от выбросов оксидов уг лерода (серы, азота, ванадия) на человека, экосистему и биосфе ру в целом. При подготовке к защите отчета о лабораторных работах сту дент обязан повторить теоретический материал дисциплины, в ходе защиты ему могут быть заданы вопросы по курсу в целом. РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА Курбанов Х.К. и др. Охрана воздушного и водного бассейнов от вы бросов теплогенерирующих установок /Отв. ред. А.Ч. Чарыева. - А: Ылым, 1994.-248 с. ОНД-86/ГОСКОМГИДРОМЕТ. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. Сборник методик по расчету выбросов в атмосферу загрязняющих веществ различными производствами. - Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 183 с. 90 Методика и порядок выполнения работы 1. Расчеты Сщаха) и ПДВ(1) производят по разным формулам для холодных и нагретых выбросов, определяемых в зависимости от параметра/: ]V^•^ / = 1000^ где А? = {ух^ г. - 4. в - разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси и температурой окружающего воздуха, "С, здесь 1н.в. принимается для наиболее невыгодного случая (в теп лый период) равной средней максимальной температуре наиболее жаркого месяца по СНиП 2.01.01.-82; и - диаметр устья источника выброса, м; ?^о - средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья трубы, м/с; Н~ высота источника выброса над уровнем земли, м; Е с л и / < 100, то расчет ведут по формуле для нагретых выбро сов: С. Н^-Щ^ А-Р-т-п-т] г/с; 91 Если/>100, то расчет ведут по формуле для холодных выбро сов: С = А-т-Р-п-т] А,мг/м^ПДВр= .Хпдк_^,^-Сф)н' Щ А- Р -т-п-г] 8К где т - масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу, г/с; А '- коэффициент температурной стратификации атмосферы, определяющий условия вертикального и горизонтального рассеи вания вредного вещества в атмосферном воздухе, равный: 250 - субтропики южнее 40°с.ш., Бурятия, Читинская обл.; 200 - Кавказ, Поволжье, Сибирь, Дальний Восток; 160 - Европейская часть России и Урал; 140 - Московская, Тульская, Рязанская, Владимирская, Ка лужская, Ивановская области; Р - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость осе дания вредных веществ в атмосферном воздухе: - для газообразных вредных веществ и аэрозолей Р = 1, - для крупнодиснерсной пыли и золы в зависимости от степе ни очистки е: при 8= 90% Р = 2; 8 =75^90% Р = 2,5; е <75% Р = 3 - вне зависимости от 8 при выбросе большого количества во дяного пара 7^= 3; г\ - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рель ефа местности, в случае ровной, слабопересеченной местности, с перепадом высот не превышающим 50 м на 1 км, г|=1; VI ~ расход газовоздушной смеси, м^'с, определяют по формуле: тах V, Н'*'" 2 тЮ -•Щ т, п ~ безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода дымовых газов из устья дымовой трубы; • коэффициент т определяют по формуле: / 0,67 + 0,1л1/ +0,34^/ коэффициент п определяют в зависимости от ь^: й = 1 при 1)т > 2; л = 4,4 -Оц, при и^ < 0,5; п = 0.532 Нш^-2,13 г)т + 3,13 при 0,5 : « г < 2 92 •- 0,65 • н 2. В случае наличия совокупности источников выброса вклады этих источников учитывают в расчетах путем использования фо новой концентрации Сф , мг/м^, которая для отдельного источни ка выброса характеризует загрязнение атмосферы в населенном пункте, создаваемое другими источниками, исключая данный. Каждый из компонентов выбросов не создаёт эффекта загрязне ния в приземном слое атмосферы, если его максимальная расчет ная концентрация удовлетворяет неравенству: С„да+Сф<ПДКм.р. Значения фоновых концентраций устанавливаются либо еди ным значением по городу, либо в случае выявления существен ной изменчивости дифференциально (по постам, а также по гра дациям скорости и направления ветра). 3. Если в воздухе находятся несколько вредных веществ, об ладающих суммацией действия с концентрациями С, , то расчет допустимого содержания веществ проводят по формуле: С С С пдк, пдк, пдк„ где С], С2, С„ - фактические концентрации веществ, обладающие эффектом суммации вредного воздействия. Так, в данном случае эффектом суммации вредного воздейст вия будут обладать сочетания СО + N02; 8О2 + N02; 8О2 + N02 + мазутная зола, для которых необходимо провести расчет их максимально допустимого совместного содержания в приземном слое атмосферы: '-"тах ^ ^ф пдк. '-"тах • ^ф пдкЩ^ рЮ2 ^ '-"тзх '^^ф ЩР^^1 рМ02 р '-шах + ^ф ПДК"^^ <г 4. Расстояние Хтах от источника выброса до места на котором приземная концентрация вредного вещества при неблагоприят ных метеорологических условиях достигает максимального зна чения С,„ах, определяют по формуле: где (1 - безразмерный коэффициент, зависящий от параметра Утпри/<100 находится по формулам: г/= 2,48 (1+0,281;''^), при 1)„< 0,5; , , . , . , . ; . .„. 93 й?= 4,95,у„ (1+0,28Г0, при 0,5 <ь^<2 - принципиальную схему рассеивания; - последовательность проведения расчетов и их результаты в аналитической и табличной форме; - расчеты, сопровождающиеся кратким пояснительным тек стом, в котором указывается, какая величина определяется и по какой формуле, какие величины подставляются в формулы и от куда они взяты; - вычисления, производимые в системе СИ; - отчет на листах формата А4. при/> 100 находят по номограмме (ОНД-8 6). По результатам выполненных расчетов делают вывод, загряз няют или нет вредные выбросы приземный слой атмосферы при легающего района. В случае если фактическая концентрация пре вышает расчетный норматив, разрабатывают активные или пас сивные технологические мероприятия по снижению остаточных концентраций вредных выбросов, такие как: - установка дополнительных устройств очистки: осадительные камеры, циклоны, скрубберы. В этом случае увеличиваем сте пень очистки устройства от превышаюгцего ПДК выброса и по вторяем расчет (последовательно на 10% до достижения нормы); - увеличение высоты дымовой трубы при конструкторском расчете. В этом случае увеличиваем высоту дымовой трубы и по вторяем расчет (последовательно на 10 м до достижения нормы). Если фактические выбросы не превышают предельно допус тимых, то результаты расчетов могут быть рекомендованы для представления на согласование в городской или районный коми тет по охране природы. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАЩИТА РАБОТЫ ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ Варианты заданий Вариант Город 1 2 3 4 5 6 7 Кашира Кашира Кашира Кашира Кашира Кашира Кашира 3 9 10 11 12 13 14 Омск Омск Омск Омск Омск Омск Омск О», м 0,2 0,3 0,4 0,5 0,7 0,7 1,2 0,2 0,3 0,4 0,5 0,7 0,7 1,2 Тг. "С 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 160 150 Шо, м/с Н.м 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 10 10 15 20 25 25 30 10 10 15 20 26 25 30 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 Город Пенза Пенза Пенза Пенза Пенза Пенза Пенза Чита Чита Чита Чита Чита Чита Чита Оу.... 0,2 0,3 0,4 0,5 0,7 0,7 1,2 0,2 0,3 0,4 0,5 0,7 0,7 1,2 Тг, "С 130 130 130 130 130 130 130 160 160 160 160 160 160 160 №о. м1с 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 10 10 16 20 25 25 30 10 10 15 20 25 25 30 Вариант Н.м СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА И ЕГО ФОРМА Отчет о выполненной работе должен содержать: - краткое тезисное описание основных положений теории рас сеивания газопылевых выбросов; 1. Что такое ПДК и ПДВ, виды ПДК? 2. Что такое фоновые концентрации вредных выбросов? 3. Какие природные и техногенные факторы влияют на максимачъные концентрации вредных выбросов? 4. Что такое эффект суммации, пример? Выполненные лабораторные работы проверяются и рецензи руются руководителем, который дает допуск к защите или воз вращает отчет на доработку. При подготовке к защите отчета по лабораторным работам студент обязан повторить теоретический материал дисциплины. В отчете следует изложить сущность вы полненной работы, методы решения задач, наиболее важные ре зультаты и выводы по работе. РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА Воронин А.И., Фомущенко Л.В., Чмерева Е.К. Методические указа ния к лабораторным работам по дисциплине «Охрана воздушного бас сейна». - Ставрополь: СевКавГТУ, 2004. Еремкин А.И., Квашнин И.М., Юнкеров ЮЛ. Нормирование выбро сов загрязняющих веществ в атмосферу. - М.: АСВ, 2000. - 176 с. ОНД-86/ГОСКОМГИДРОМЕТ. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. 95 ' ' ПРАКТ1'ИЕСКАЯ РАБОТА 2.1.3. РАСЧЕТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА АВТОТРАНСПОРТОМ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ВНОВЬ СТРОЯ ЩИХСЯ ПОДЗЕМНЫХ И НАДЗЕМНЫХ АВТОСТОЯНОК И ОПРЕ ДЕЛЕНИЕ ПРИЗЕМНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ /=1 где тЦ - масса выбросау'-го загрязняющего вещества, г/с; . п, ду, Ь, ^э(то)1, Кс - аналогичны значениям, приведенным в формуле ; Д-количество рабочих дней в году. В многоэтажных гаражах-стоянках с выездом автомобилей че рез нижерасположенные этажи количество загрязняющих ве ществ, выделяющихся в каждом этаже, определяется по формуле с учетом транзитного пробега автомобилей с вышерасполо женных этажей в соответствии с технологической частью проекта. 3. Для ускорения и упрощения расчетов приземной концен трации на каждом предприятии рассматриваем те из выбрасы ваемых вредных веществ, для которых: М ->Ф ! : : = : ПДК Ф= 0,01Я при Я > 10 м , Цель - расчет масс вредных выбросов по всем загрязнителям. Методика и порядок выполнения работы 1. Максимальные (пиковые) секундные выбросы загрязняю щих веществ, выделяемых в атмосферу при движении автомоби лей на открытых и закрытых стоянках, определяем по формуле: ^^. •1-А. м , =10-^1 Э(Т0)1 ' '^С (2.1) ^В(ТО) • • ' ' " где М/ - масса выбросау-го загрязняющего вещества, т; п - количество типов автомобилей (бензиновые, дизельные и т.д.) устанавливается технологической частью; Цу - удельный выброс У-го загрязняющего вещества одним ав томобилем г'-го типа с учетом возраста и технического состояния парка на рассматриваемый год, г/км. Удельные выбросы загряз няющих веществ (СО; СН; КОх) при расчетах в проектах строи тельства автостоянок следует принимать по данным табл. 2.1 по показателям 2000 г. Удельные выбросы 8 0 следует принимать по данным табл.2.3; Ь - условный пробег одного автомобиля за пикл на территории стоянки с учетом времени запуска двигателя, движения по терри тории, работы в зонах стоянки (табл.2.4); А-э(то)1 - эксплуатационное количество автомобилей на стоян ках с учетом коэффициента выпуска устанавливается технологи ческой частью проекта, при расчете годовых выбросов вводится коэффициент усреднения равный 0,5; Кс - коэффициент, учитывающий влияние режима движения (скорости) автомобиля (табл.2.5); ^в(то) - время выпуска или возврата автомобилей в часах уста навливается технологической частью проекта. 2. Годовое количество вредных выбросов рассчитываем по формуле: 96 (2.2) М^=\(^-'±^,•^•А:,^,о)^Кс•Д. ! ; ! ; . I ! Ф = 0,1Н при Я < 1 0 м. 5М (0-10)^ + 15 М,(11-20") + 25М(,,_, Я., = М. Здесь М - суммарное значение выброса от всех источников предприятия, соответствующее наиболее неблагоприятным из установленных условий выброса, включая вентиляционные источНИКИ и неорганизованные выбросы, г/с; ПДК - максимальная разовая предельно допустимая концентрация, мг/м^; Н - средневзвешенная по предприятию высота источников выброса, м) ; М^ =71^0-10), + Л/(„_ 20), + ^(2,-30), + ••••', . - Л : :.: ' Здесь ^У„ - число предприятий В городе, ' /:: ; М (г/с) и Я; (м) - соответственно полный выброс и его сред' невзвешенная высота на /-м предприятии; М(о_10)/, М(и-2оу и т. д. - суммарные выбросыу'-го предприятия в ^ интервалах высот источников до 10 м включительно, 11 - 20, 21 3 0 М и т. д . / , - ••. м .^ ; . . . ^ / . ; . . . , • ; • / : , ,.,•,:,..,;:, 97 Т аб л и ц а 2.1 Удельные выбросы загрязняющих веществ от автомобилей с учетом возраста парка и его технического состояния, г/км Тип автомобилей СО 2 1 Автомобили легковые, в том числе работаю щие на СНГ: 24,0 малого класса 29,0 среднего класса Автобусы с бензиновы ми ДВС: 29,0 особо малого класса 104 малого класса 119 среднего класса 127 большого класса Автобусы с дизельными ДВС: большого и особо 34,2 большого классов Автомобили грузовые с бензиновыми ДВС, в том числе работающие на СНГ: особо малой грузоподъ 27,5 емности малой грузоподъемно- 90,5 1995 г. 1990 г. СИ НОх СО СН МОх 7 4 5 6 3 3,3 2,7 0,72 20,5 0,81 24,2 2,7 1,9 0,68 0,72 СО 8 2000г. СН КОх 9 10 17,2 20,8 1,4 0,55 1,3 0,63 3,1 16,3 25,2 31,0 1,08 4,5 6,3 7,2 27,2 72,0 85,0 90,0 2,4 10,0 16,2 17,4 0,9 3,4 5,9 6,6 24,2 64,0 67,0 73,0 1,/ 7,6 11,5 15,8 0,85 3,2 5,4 6,4 11,2 7,7 20,5 8,2 6,8 16,0 /,2 6,8 2,9 0,9 25,2 2,2 0,81 21,6 1,44 0,72 12,7 2,6 73,5 9,5 2,3 59,5 7,2 2,2 65,3 8,6 3,4 средней грузоподъем 110,0 22,2 4,9 83,5 10,7 3,6 ности 70,0 12,9 6,3 большой грузоподъем 125 27,2 6,5 89,0 17,7 6,4 ности 32,6 10,3 6,9 Автомобили грузовые 46,9 11,1 6,0 36,4 10,5 5,8 малой и средней грузо подъемности, работаю щие на СНГ 6,8 17,0 7,7 6,8 Автомобили грузовые 35,6 11,5 7,7 20,9 8,3 большой и особо боль шой грузоподъемности с дизельными ДВС Примечания. 1. Значения удельных выбросов приведены для снаряженного автомобиля (без нагрузки) при среднетехнической скорости 30 км/ч. 2. Нри оснащении автомобилей нейтрализаторами заводского изготовления удельные выбросы СО и СН могут быть снижены на 80%, МОх - на 50%. Ш г Т а б л и ц а 2.2 Удельные выбросы загрязняющих веществ от легковых автомобилей с дизельными двигателями Тип легкового автомобиля с дизельным двигателем Малого класса Среднего класса Удельные выбросы загрязняющих веществ, г/км СН N 0, С 802 со 1,0 0,2 0,06 0,214 1,1 0,4 1,9 0,10 0,250 1,8 Т а б л и ц а 2.3 Удельные выбросы диоксида серы (8О2) Тип автомобиля Легковые автомобили Автобусы: особо малого класса малого класса среднего класса большого класса большого класса особо большого класса. Грузовые автомобили: особо малой грузоподъемности малой грузоподъемности средней грузоподъемности большой грузоподъемности большой грузоподъемности особо большой грузоподъемности Удельный пробеговый выброс 8О2, г/км Вид Теплый период, топлива Холодный закрытая авто период года стоянка Б 0,009 0,007 Б Б Б Б д д Б Б Б Б д д 0,090 0,140 0,260 0,330 0,850 0,970 0,070 0,110 0,210 0,260 0,680 0,780 0,100 0,130 0,220 0,280 0,850 0,970 0,080 0,109 0,180 0,240 0,680 0,780 Примечания. 1. Вид топлива: Б - бензин, Д - дизельное топливо. 2. Для газобаллонных автомобилей (сжатый газ) удельные значения выбро сов 80 уменьшаются на 10%. 3. Коэффициент влияния режима движения принимается равным ] ,0. 99 Т а б л и ц а 2.4 Условный пробег одного автомобиля за цикл (въезд и выезД) Условный пробег, км грузового авто легкового авто мобиля или авто Наименование сооружений, зда нии, помещении буса выезд въезд выезд въезд Открытая стоянка с подогревом 0,3 0,8 0,4 1,4 Закрытая (теплая) стоянка манеж ная Закрытая стоянка боксовая 0,25 0,7 0,3 1,2 0,01 0,5 0,02 0,8 Движение по территории предпри Устанавливается ятия частью проекта технологической « Т а б л и ц а 2.5 Коэффициенты влияния режима движения (скорости) автомобиля и способа хранения на стоянке Наименование помепдений, режим движения автомобиля Открытая стоянка с подогревом: [движение автомобилей по территории со среднетехнической скоростью - 10 км/ч То же, без подогрева (1:<0°С) Закрытая стоянка, помещения постов ТО и ТР автомобилей: движение автомобилей со среднетехнической скоростью 5 км/ч г Коэффициент корректирования Кс N0, СО СН 1,2 1,1 1,0 2,0 1,6 1,0 1,4 1,2 1,0 Если все источники на г'-м предприятии являются низкими или наземными, т. е. высота выброса не превышает 10 м (выбросы могут быть как организованными, так и неорганизованными), то Я, принимается равной 5 м. Условный пробег одного автомобиля за цикл (въезд и выезд), определяют по табл.2.4, значение является ориентировочным и подлежит уточнению в каждом конкретном случае в зависимости 100 от площади и конфигурации помещения, количества рабочих по стов и машино-мест хранения, схемы расстановки подвижного состава. Показатели режимов содержания автомобилей на автостоян ках при определении валовых выбросов следует принимать по табл. 2.6, с учетом коэффициента усреднения за год равного 0,5. Указанное в табл. 2.6 количество въездов в час следует считать от общего количества машино-мест, обеспеченного одним въездомвыездом, но не менее 1 мин. на выезд одной машины. ; : Для открытых автостоянок количество въездов и выездов сле дует принимать соответственно 15 и 25%. Показатели табл. 2.1 - 2.6 рекомендуются для расчетов макси мальных секундных и годовых выбросов в час пик при определе нии загазованности окружающей атмосферы. Т а б л и ц а 2.6 Автостоянки постоянного кратковременного хранения хранения под жилыми при общего гск домами офисах назначения Общее количество выездов ав 20 35 40 25 томобилей в час пик в % от общего количества машиномест То же, одновременно въездов 4 10 15 Общее количество выездов ав 10 30 35 20 томобилей в час пик в % от об щего количества машино-мест в стоянке в холодный период года (при отрицательных темпе ратурах) То же, одновременно въездов 2 8 12 Общий разбор автомобилей в 70 80 150 250 наиболее напряженные сутки в % от общего количества мест в стоянке Показатели 101 Г ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ Варианты заданий Тип автостоянки Кол-во а/м ма лого класса Кол-во а/м среднего класса Вариант Тип автостоянки Кол-во а/м ма лого класса Кол-во а/м среднего кл. Кол-во грузовых а/м диз Вариант Тип автостоянки Кол-во а/м ма лого класса Кол-во а/м сред него класса 4 3 2 1 Вариант 8 7 6 5 9 крытая под до мом крытая под до мом крытая под до мом крытая под до мом крытая под до мом крытая под до мом крытая под до мом крытая под до мом крытая под до мом 20 25 30 35 40 45 50 50 55 30 35 40 45 50 55 60 70 75 17 18 открыт, общего назнач. открыт, общего назнач. 10 11 12 13 14 15 16 крытая под до мом крытая под до мом крытая под до мом крытая под до мом открыт, общего назнач. крытая под до мом крытая под до мом 55 60 60 65 85 90 100 105 1. Углы, характеризующие положение точки на земной по верхности и накчонной плоскости относительно солнечных лу чей. Положение некоторой точки А на земной поверхности (рис. 2.1,а, б) относительно солнечных лучей в данный момент време ни определяется тремя основными углами: ^ ОРИЗОНТАЛЬИДИ 1 1 20 50 90 19 20 21 22 23 24 25 26 27 открыт, общего назнач. открыт, общего назнач. открыт, общего назнач. открыт, общего назнач. открыт, общего назнач. открыт, общего назнач. открыт, общего назнач. открыт, общего назнач. открыт, общего назнач. 45 50 50 55 55 60 60 65 65 55 60 70 75 85 90 100 105 115 РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА МГСН 5.01-94* Стоянки легковых автомобилей. ОНТП-01-91/РОСАВТОТРАНС. Общесоюзные нормы технологиче ского проектирования предприятий автомобильного транспорта. ОНД-86/ГОСКОМГИДРОМЕТ. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбр..с;1х предприятий. 2.2. СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГИЯ ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 2.2.1. РАСЧЕТ СРЕДНЕЙ ПЛОТНОСТИ СОЛНЕЧНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ПОВЕРХНОСТЬ ЗЕМЛИ Цель - расчет средней за час плотности солнечного излучения, приходящего на поверхность Земли, ее составляющих - плотно сти прямого и диффузного солнечного излучения. 102 плоскость Рис.2.1. Углы, характеризующие положение точки на земной по верхности (а) и наклонной плоскости коллектора солнечной энергии (б) относительно солнечных лучей (р - широта местоположения точки (угол между линией, со единяющей т.А с центром Земли, и ее проекцией на плоскость экватора), град.; г . си - часовой угол (угол, измеренный в экваториальной плос кости между проекцией линии, проходящей через центр Земли и т.А, и проекцией линии, соединяющей центры Земли и Солнца), град.; 3 - склонение Солнца (угол между линией, соединяющей центры Земли и Солнца и ее проекцией на плоскость экватора) , град. Наряду с тремя основными углами ^, бу, ^ , в расчетах солнеч ной радиации используют также три дополнительных угла: 2 - зенитный угол (угол между солнечным лучом и норма лью к горизонтальной плоское ги в т. А), град.; 103 а^ - угол высоты Солнца (угол в вертикальной плоскости ме жду солнечным лучом и его проекцией па горизонтальную плос кость), град.; а^ - азимут Солнца (угол в горизонтальной плоскости между проекцией солнечного луча и направлением на юг), град.; а также следующие углы: _ .• а„ - азимут наклонной поверхности, град.; V - угол падения солнечных лучей на наклонную поверхность КСЭ, град.; (3 - угол наклона поверхности КСЭ к горизонтальной плоско сти, град.. 2. Определение интенсивности солнечного излучения на по верхности Земли. Исходной величиной для расчета является плотность потока солнечной энергии /„, Вт/м^, у верхней границы атмосферы на поверхность, перпендикулярную направлению солнечных лучей. Эта величина равна:/^ =1353 Вт/м^ и называется солнечной по стоянной. Соответствующее среднечасовое количество солнеч ной энергии для этой поверхности равно: Е^^ - 4871 кДж/(ч м ) и изменяется в течение года от 4710 до 5036 кДж/(ч м^) за счет эл липтичности земной орбиты. Основой расчета является средняя за час плотность потока (интенсивность) полного солнечного излучения, приходящего на горизонтальную площадку на уровне поверхности Земли, которая равна: -••"• /. = ^^. •/о • со82,-; Вт/м^, '••'''. где: г - порядковый номер часа суток от г = 1 до / = 24; Кг - коэффициент ясности атмосферы, представляющий собой отношение среднего потока солнечного излучения за данный промежуток времени (час, день, месяц и т.д.), поступающего на горизонтальную площадку, расположенную на поверхности Зем ли, к полному потоку солнечной энергии, поступающей на гори зонтальную площадку за границей атмосферы за тот же период 104 г времени (Кт определяется по данным многолетних наблюдений, как средний за день, месяц и приводится в климатических спра вочниках), усл. ед.; 1ы - средняя за час интенсивность прямого солнечного излуче ния поступающего на горизонтальную поверхность, Вт/м^; /^, - средняя за час интенсивность диффузного (рассеянного) солнечного излучения, поступающего на горизонтальную по верхность, Вт/м^; ^1 - средний за час зенитный угол Солнца, град. Величина зенитного угла Солнца определяется на основе гео метрических соотношений взаимного расположения Солнца, Земли и рассматриваемой площадки на поверхности Земли. С082; = со8(»;-соз^-соз^^ + з т ^ - з т в ^ ; . (2.3) где^ [град.] - широта местности, которая принимается в север ном полушарии со знаком (+), а в южном - со знаком (-); : д [град.] - склонение Солнца, среднее за данный день, которое зависит от порядкового номера и, отсчитываемого от начала года (1 января п= 1) и равно: 2?,4+п (2.4) ^ = 23.45 • 5 т ( 3 6 0 ) 365 где п - порядковый номер дня, отсчитанный от 1 января. и О) I - средний за данный час часовой угол Солнца, вычисляе мый из уравнения, град.: 0, =(12-/)-15 + 7,5. (2.5) Зависимость между диффузной солнечной радиацией, падаю щей на горизонтальную поверхность и суммарной солнечной ра диацией, приходящейся на ту же поверхность, устанавливается по данным статистической обработки многолетних актинометрических наблюдений па метеорологических станциях, в которых одновременно регистрируется суммарная и диффузная радиация Солнца. Установлена корреляционная зависимость между отношением 1^1 / /, и величиной Кт, полученная по данным наблюдений 34-х метеорологических станций СССР в среднем за 10 лет наблюде ний. По результатам статистической обработки всего массива I 105 Г данных предложена корреляционная зависимость для определе ния доли диффузной радиации вида: / ^ , = ^ = 1,191-1,783-Л"^;+0,862-^г'-0,324-^^... ;усл.ед. (2.6) Полученное уравнение (2.6) равномерно описывает зависи мость ^ (Л во всем интервале широт при изменении Кт от 0,1 до 0,8. При этом среднеквадратическая ошибка определение вели чины }(Ц не превышает 11 - 15%, что существенно меньше в сравнении с другими эмпирическими зависимостями и позволяет рекомендовать уравнения (2.5) - (2.6) для проведения дальней ших практических расчетов. Из уравнения (2.6) следует: / ^ = Л г ^ , ;Вт/м^ ' ' (2.7) ^*, = ( 1 - Л ) - / . ;Вт/м^ (2.8) [1РАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 2.2.2. 1\ЛСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КОЛЛЕКТОРА СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ (КСЭ) Цель - рассчитать среднюю за час плотность солнечного излу чения, приходящего на наклонную поверхность КСЭ. Рассчитать количество приходящей энергии и сравнить с традиционными источниками энергии. Определение интенсивности солнечного излучения на поверх ности плоского КСЭ. Средняя за час плотность (интенсивность) полного потока солнечной энергии, поступающей на наклонную относительно земной поверхности, произвольно ориентируемую плоскость солнечного коллектора, складывается из потока энергии прямого солнечного излучения, потока энергии диффузного (рассеянного) солнечного излучения и потока отраженного от земной поверх ности солнечного излучения и в соответствии с симметричноизотропной моделью распределения солнечной радиации может быть выражена равенством: / ^ = I" • 008у, + 0,5 - /^, • (1 + С08Р) + 0,5 • /. (1 - со8^) • /?; Вт/м^ (2.9) 106 где у? - угол наклона поверхности коллектора к горизонту (при /3 = о - горизонтальное расположение), град.; р - коэффициент отражения (альбедо) земной поверхности и окружающих КСЭ тел. Величина р изменяется от 0,2 - летом до 0,7 - зимой, в зависимости от относительной площади снежно го покрова, усл. ед.; УI - средний за час угол падения солнечных лучей на наклон ную поверхность КСЭ, т.е. угол между направлением солнечного луча и перпендикуляра к плоскости коллектора, град.; 11,^ - средняя за час интенсивность прямого солнечного излу чения в плоскости коллектора по направлению солнечного луча, Вт/м^. Величины, входящие в уравнение (2.9), определяются из гео метрических соотношений взаимного расположения Солнца, Земли и КСЭ. Величина 1"^ Вт/м^ определяется из соотношения прямого солнечного излучения падающего на наклонную площадку: I", -€08 2. ;Вт/м^ (2.10) откуда имеем: I" (2.11) . Вт/м^ С05 2- Величина угла падения солнечных лучей на наклонную по верхность КСЭ определяется из соотношения: С08/,. = 8ту? • [со8(?(8т^ • 005а^ -ооз»,- + 8 т а ^ -нто).)., ,~ч -5тЗ • С08 (р • С08 а^ ] + с о в / ? • [С08 (5 • С08 /р • С08 0^- +&тс) • 81П <р] где а^^ - азимут поверхности КСЭ, т.е. угол в горизонтальной плоскости между направлением па юг и проекцией на горизон 0° тальную плоскость перпендикуляра к плоскости КСЭ, (а^ при паправлении на юг, + 90° - на запад , - 90° - на восток, для се верного полушария), град. Используя полученные выше уравнения (2.1), (2.7), (2.8) и (2.11), произведем преобразование расчетного уравнения (2.9): 107 / , ^ = ( 1 - Л , ) - ^ , - / „ - с о 5 > ' , + 0 , 5 - / , , • ^ , - / „ • 0 0 8 2 , - ( 1 + 008;5) + _ + 0,5-^Г -^о -208 2,. - ( 1 - 0 0 8 ^в)-р г. После упрощения имеем: 1^,=К,-1„-со,2г[(\-1,,) -г^,Ъ-р-(\-со&Р)] , Вт/М^ • ' : , . . ; . ; (2.13) Г Носов Ю.Р. Дебют оптоэлектроники. - М.: Наука. Гл. ред. физ. - мат. лит., 1992. - 240 с. - (Б - чка «Квант», вып. 84). Уманский СП. Реальная фантастика /Предисл. В.В.Аксенова. - М.: Моск. Рабочий, 1985. - 240 с. Справочная книга по светотехнике /Под ред. Ю.Б.Айзенберга. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 472 с. ил. Твайделл Дэю., Уэйр А. Возобновляемые источники энергии /Пер. с англ,- М.: Энергоатомиздат, 1990. - 392 с: ил. Турова Н.Я. Справочные таблицы по неорганической химии. Под ред. Гамм Н.С. Д., «Химия», 1976. Харченко Н.В. Индивидуальные солнечные установки. - М.: Энерго атомиздат, 1991. - 208 с: ил. ; > + 0,5-/^,-Г1 + со5/?; + С05 2, ,Вт/м' (2.14) Определяем полное за текущий (г) час количество солнечной энергий, поступающей на плоскость КСЭ: Я , ^ = / ^ - 3 6 0 0 ;Дж/(м2ч). ; ' Определяем полное за текущий (/) час количество солнечной энергий, полученное плоским солнечным коллектором с учетом среднего КПД 55% и общей площади установленных коллекто ров Р=10 м^: Н,=н;'-0,55-Р ,Дж. (2.15) Определяем количество условного топлива, необходимого для получения этой энергии: Я, (2.16) , кг у.1. В=3600-0,86-7000-0,92 РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА Бекман У. и др. Расчет систем солнечного теплоснабжения /Пер.: с анг. /У. Бекман, С.Клейн, Дж.Даффи. - М.: Энергоиздат, 1982. - 80 с. Внутренние санитарно-технические устройства. В 3 ч. 4.1. Отопле ние /В.Н.Богословский, Б.А.Крупнов, А.Н.Сканави и др.; Под.ред. И.Г.Староверова и Ю.А.Шиллера. - 4-е изд., перераб. и доб. - М.; Стройиздат, 1990. - 344 с. : ил. - (Справочник проектировщика). Гальванические покрытия в машиностроении. Справочник. В 2-х 10мах/Подред.-М.А.111|1ухера.-М.: Машиностроение,!985.--Т.1^2 Кенисарин М.П., Ткаченкова Н.П., Шадеев А.И. Соотношение между диффузной и суммарной солнечной радиацией. //Гелиотехника». 1990. №6. ' Наладка средств измерений и систем технологического контроля: Справочное пособие /А.<37Кяюев, Л.М.Пин, Е.И.Кояомиееч, С А.Клюев; Под ред. А.-С,Клюева^^=-2^^изд., перераб,-И-доп,-^-М.;Знер^оаIомиадат-,1990.-400с.:ил. 108 Варианты заданий № вар. Ф,° День Коэфф. яс Время ности Кх 1 2 35 1 мая 9 0,5 35 2 мая 10 0,45 3 35 3 мая 11 0,55 4 35 4 мая 12 0,6 5 35 5 мая 13 6 35 6 мая 14 0,65 0,7 7 40 7 мая 15 0,75 8 40 8 мая 0,8 9 40 40 9 мая 16 17 10 мая 18 40 И мая 9 10 11 Поряд Угол Азимут на ковый наклона Коэфф. клонной номер ксэр, альбедо поверхноР ДНЯ1 град 121 25 0,2 10 122 25 0,2 10 123 25 0,2 10 124 25 0,2 10 125 25 0,2 10 126 25 0,2 10 127 25 0,2 10 128 25 0,2 10 0,85 129 25 0,2 0,9 0,95 130 25 25 0,2 10 0,2 10 25 0.2 10 0,2 10 134 25 25 0,2 10 135 25 0,2 10 12 40 12 мая 10 0,5 13 14 45 13 мая 45 14 мая 11 12 0,45 0,55 15 45 15 мая 13 16 45 16 мая 14 0,6 0,65 17 45 17 мая 15 18 45 18 мая 19 50 19 мая 131 132 133 10 136 25 0,2 10 137 25 0,2 10 16 0,7 0,75 138 25 0,2 10 17 0,8 139 25 0,2 10 109 Продолжение 10 25 0,2 0,9 140 141 25 0,2 10 10 0.95 142 25 0,2 10 И 0.5 143 25 0,2 10 9 0,5 156 35 0,4 0 10 0,45 157 35 0,4 0 11 0,55 158 35 0,4 0 12 0,6 159 35 0,4 0 20 50 20 мая 18 0,85 21 50 21 мая 9 22 22 мая 23 50 50 23 мая 24 35 5 июня 25 35 6 июня 26 35 7 июня 27 35 8 июня 28 35 9 июня 13 0.65 160 35 0,4 0 29 35 10 июня 14 0,7 161 35 0,4 0 40 11 июня 15 0,75 162 35 0,4 0 30 2.3. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 2.3. 'ЖОЛОГРТЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ : Порядок выполнения работы При выполнении задания практической работы рекомендуется провести экспертную оценку уровня воздействий на окружаю щую среду и человека (в условных баллах) по всем этапам жиз ненного цикла материала. Для композиционных материалов оценку производят по ос новному виду сырья с учетом добавок и элементов композицион ной структуры, которые могут представлять большую опасность, чем основной материал. Сравнимость возможна только для мате риалов одного функционального назначения. В первую очередь, необходимо самостоятельно выбрать сис тему критериев, по которым предполагается производить оценку. Затем производят инвентаризационный анализ воздействий на каждом из этапов жизненного цикла по выбранным критериям. На следующем этапе производят количественный анализ пере110 г I численных воздействий в условных баллах или в цифрах (в зави симости от метода, выбранного или требуемого в задании). При проставлении баллов удобнее принимать, что максимальное зна чение баллов соответствует значительной нагрузке на окружаю щую среду по данному критерию. Учет баллов или конкретных числовых показателей при оцен ке воздействий на окружающую среду по различным критериям удобно производить с помощью табл.2.8. Вид строи тельного ма териала оп ределенного функцио нального на значения 1. Т а б Л И ца2.8 Вредные воздействия на окружающую среду Итого по этапам жизненного цикла вый ре строительного материала зультат Критерий Критерий Критерий Критерий экс 1 2 3 4 пертной оценки Количе ство бал лов 2. Форма представления результатов (выполнения задания) оценки Наряду с рассмотренными выще проблемами методологиче ских основ и анализа жизненного цикла материалов важным во просом является доведение его результатов до потребителей, ко торыми являются не только обыватели, интересующиеся экологичностью строительных материалов в своей квартире, но и спе циалисты, занимающиеся проектированием и строительством. Надо отметить, что некоторая информация, касающаяся свойств материала с экологической точки зрения, является обязательной и оформляется в виде прилагаемой к поставляемой продукции документации. При исследовании строительных материалов час то бывает удобен сбор информации в табличной форме. Приме ром таких форм представления результатов анализа жизненного цикла являются следующие работы: 111 1) «Система подбора экологичных материалов» представляет собой таблицу, в которой для каждого функционального назначе ния (по «категории материалов») представляются альтернативы, рекомендуемых для массового применения, для применения ъ особых случаях и те материалы, применение которых вообще не желательно. Система удобна в применении, но не содержит кон кретных численных данных; 2) «Карты экологического выбора материалов» по видам строительных работ (см. ниже). Эти карты в табличной форме содержат материалы по их предпочтительности с экологической точки зрения. В виде комментариев к данной таблице приводится обоснование того, какой материал является более предпочти тельным, а применение какого следует избегать, в карте перечис лены материалы, входящие в так называемый «основной ком плект» для данного функционального назначения. Современное состояние экологической оценки строительных материалов в соответствии с методологией анализа жизненного цикла продукции характеризуется комплексным анализом всех эффектов воздействия на окружающую среду. Этого удалось до биться благодаря структуризации методик составления экологи ческого баланса и их синтеза в рамках международных стандар тов ИСО серии 14000. Общепринятая методика приводит, однако, к определенным сложностям, касающимся сбора данных при проведении анализа жизненного цикла материала. На современ ном этапе многие из этих проблем решаются, в частности, путем совершенствования информационного обеспечения. Основные проблемы называются самими исследователями, занимающимися составлением экологических балансов для строительных мате риалов различного вида, которые можно резюмировать следую щим образом: • проблема недостатка проверенных информационных дан ных о негативных эффектах от отдельных материалов; • отсутствие методик для сравнения неоднородных воздейст вий; • толкование существующих данных о воздействиях строи тельного материала часто субъективно; • необходимость учета новых знаний и продукции. 112 г КАРТА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ВЫБОРА СТРОИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА Отделочные работы для пола Вид работ № Напольные покрытия Предпочтение 1 Линолеум на нату ральной основе Предпочтение 2 Керамическая плитка Пиктограмма Предпочтение 3 Избегать Линолеум- пвх Обоснование карты I В общественных помещениях для покрытий пола можно отдать предпочтение линолеуму перед плит 1 .Экологическое кой. Линолеум состоит из возобновляемого сырья, предпочтение так как пробковое, льняное масло и джут хорошо разлагаются. Плитка производится из глиняного сы рья, которое является в меньшей степени возобнов ляемым, а также добавок. Производство плитки в большей мере энергоемкое за счет процесса обжига. Плитка имеет более высокие прочностные показате ли, но в то же время более чувствительна к повреж дениям из-за хрупкости 2. Избегать I 3. Основной пакет 4. Примечания Рекомендуется избегать применения линолеума на поливинилхлоридной основе. Так как при производ стве ПВХ возможны неконтролируемые выбросы диоксинов Плитка включена в основной пакет, поскольку в оп ределенных случаях применение линолеума нецеле сообразно из-за больших истирающих нагрузок Преимуществом напольного покрытия из линолеума по сравнению с твердым полом из дерева или камнеподобного материала заключается в его звукопо глощающей способности, за счет чего снижается уровень шума в соседних помещениях. Линолеум на натуральной основе дороже ПВХ-линолеума, но бо лее долговечен Существует мнение, что составление экологического баланса для определенного материала часто не является необходимым, поскольку этот процесс требует довольно много времени и за трат. В то же время для экологической оценки и выбора материала достаточно знания основных эффектов, связанных с его жизнен ным циклом и негативных для окружающей среды. Результаты оценки, полученной так называемым методом рассуждений, мо гут быть с успехом представлены в форме «карт экологического выбора материалов». Основными тенденциями при оценке пока зателей экологической безопасности строительных материалов являются дальнейшая гармонизация подходов на международном уровне и повышение внимания к показателям долговечности и качества материалов. ЗАДАНИЯ ПО ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ Задание 1. Произвести экспертную оценку экологической безопасности строительных материалов одного функционального назначения по жизненному циклу, самостоятельно выбрав систе му критериев. Результаты представить в виде таблицы с оценкой каждого из критериев на всех стадиях жизненного цикла по деся тибалльной системе (1 балл - минимальное, 10 баллов - макси мальное воздействие на окружающую среду и человека). Вариант 1. Функциональное назначение - штукатурные составы для наружных работ Вариант 2. Функциональное назначение - штукатурные составы для внутренних работ Вариант 3. Функциональное назначение - материалы для оконных рам Вариант 4. Функциональное назначение - теплоизоляционные мате риалы Вариант 5. Функциональное назначение - материалы для покрытия плоской кровли Вариант 6. Функциональное назначение - материалы для скатной кровли 114 Г 1 & Задание 2. Произвести экспертную оценку экологической безопасности строительных материалов одной группы по виду основного сырья, имеющих одно функциональное назначение. Выбрать одну из представленных для Вашего варианта систем критериев, а также самостоятельно назначить максимально воз можное количество баллов. Задание 3. Составить карту экологического выбора материала определенного функционального назначения. Карта должна со держать следующие разделы: конкретное функциональное назна чение материала, перечень материалов (в блоках «Предпочтение 1, 2, 3», «Избегать»), обоснование данных карты, включающее: объяснение экологического предпочтения («Предпочтение Ь>) раскрытие основного пакета предлагаемых материалов («Пред почтение 2, 3»), рекомендации избегать применения и их причи ны. Карта должна содержать минимум три материала одного функционального назначения. Варианты - см. задание 1. Задание 4. Составить экологический баланс для группы строительных материалов одного функционального назначения на основании данных из таблиц и дополнительной литературы. Задание 5. Изобразить жизненный цикл строительного мате риала с подробным описанием воздействий на окружающую сре ду на каждом из этапов. Вариант 1. Тяжелый бетон. Вариант 2. Гипсокартонный лист. Вариант 3. Керамический кирпич. Вариант 4. Керамогранитная плитка для фасадов. Задание 6. Изобразить жизненный цикл определенного мате риала в виде системы с входящими и выходящими материальны ми и энергетическими потоками для проведения системного ана лиза с целью оценки воздействий на окружающую среду. Варианты - см. задание 5. Задание 7. Используя метод «экологического сита», проанали зировать экологическую опасность следующих материалов. Дать комментарий, почему материал «проваливается» или остается на сите по каждому из рекомендуемых показателей (уровней сита). Выбор материала осуществить самостоятельно. П5 Задание 8. Используя метод построения «сетки» нагрузок на окружающую среду, проанализируйте эти воздействия для вы бранного Вами строительного материала. Задание 9. Рассчитать удельную эффективную активность ес тественных радионуклидов в граните, если известны следующие показатели: Вариант 1. А (К) = 90 Бк/кг; А (Ка) = 330 Бк/кг; А (ТЬ) = 70 Бк/кг. Вариант 2. А (К) = 8 Бк/кг; А (К_а) = 240 Бк/кг; А (ТЬ) = 40 Бк/кг. Можно ли применять гранит для строительства новых жилых зданий? Задание 10. Одорометрические исследования. Можно ли про должать исследования материала с применением промотходов, если было обнаружено, что он имеет показатель силы запаха: Вариант 1. 3 балла. Вариант 2. 4 балла. Вариант 3. 2 балла. ' • : Вариант 4. 1 балл. Задание 11. Дайте характеристику по данной в разделе клас сификации приводимому в вашем варианте типу обращения с ис пользованными строительными материалами: Вариант 1. Применение боя стекла для изготовления пеностекла. Вариант 2. Применение керамического кирпича для реставрации старой кладки. Вариант 3. Применение боя от черепицы из мелкозернистого бетона в производстве мелкозернистого бетона. Вариант 4. Применение боя бетона в качестве заполнителя в дорож ном строительстве. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Раскройте понятие «оценка жизненного цикла материала». 2. Что такое синергетический эффект при воздействии не скольких факторов на человека? 3. Объясните смысл эффекта биологического накопления. 4. Для каких материалов важно проводить исследование биоцидных свойств и почему? . , 5. По каким показателям мож:но рассчитать математиче скими методалт в.чияние производства строительного материала на парниковый эффект, фотохимический смог, повышение ки слотности почв? 116 г 6. Назовите основные критерии оценки экологической безо пасности строительных материалов. Какие группы можно сре ди них выделить? 7. Перечислите основные этапы ж:изненного цикла материа ла. Меж:ду какими из этапов мож:ет отсутствовать транспор тировка? 8. Какая из групп материачов по виду основного сырья мож:ет иметь повышенный радиационный фон? 9. Из каких материалов наиболее вероятны эмиссии летучих органических соединений? С чем это связано? 10. Перечислите виды летучих органических соединений. 11. Перечислите виды обращения с отходами строительных материалов. Какой из этих видов предпочтительнее с экологиче ской точки зрения и почему? 12. В каких строительных материалах наиболее вероятно на копление естественных радионуклидов? РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА , Федеральный закон от 27.12.2002 г. № 184-ФЗ «О техническом ре гулировании» (в ред. Федерального закона от 01.05.2007 №65-ФЗ) Князева В.П. Экология. Основы реставрации: Учебное пособие. М.: «Архитектура-С», 2005. - 400 с. Лукутцова Н.П. Строительные материалы в экологическом аспекте. -Брянск: БГИТА, 2001. Методические указания 2.1.674-97. Санитарно-гигиеническая оцен ка стройматериалов с добавлением промотходов. Утверждены Главным государственным санитарным врачом 8 августа 1997 г. П.потникова Л.В. Экологическая безопасность и контроль качества окружающей среды в строительстве и стройиндустрии в соответствии с международными стандартами ИСО-14000: Учебно-практическое посо бие - М.: изд-во Рос. экон. акад., 2001. - 120 с. Проект специального технического регламента «О безопасности строительных материалов и изделий». 2-я редакция (от 25.09.06 г.). Раз работчик: Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова - Белгород, 2006 Румянцева Е.Е., Губернский Ю.Д., Кулакова Т.Ю. Экологическая безопасность строительных материалов, конструкций и изделий: Учеб ное пособие. - М.: Университетская книга, 2005. - 200 с. Теличенко В.И., Слесарев М.Ю. Управление экологической безопас ностью строительства. Экологическая экспертиза и оценка воздействий на окружающую среду: Учебное пособие. - М.: АСВ, 2005 - 441 с. 117 Р а з д е л 3. ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМ УПРАВЛЕНИЕМ КАЧЕСТВА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 3 Л. РАСЧЕТ ПЛАТЫ ЗА ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОС З Л Д Л И ИЕ Раскройте сущность экономического механизма экологическо го управления качества городской среды для предприятий загрязнителей, расположенных в черте города. Рассчитайте плату за загрязнение ОС от предприятиязагрязнителя, расположенного в городской среде, например от предприятия, имеющего литейный цех (в расчете можно ограни чится определением платы за загрязнения воздушной среды). Исходными данными являются: - выбросы от стационарных источников (табл.3.1); - выбросы от передвижных источников (табл.3.2). Т а б л и ц а 3.1 Зола СО Пыль 2815,4 Ангидрит сернистый 37,4 31,8 44,3 3,6 1830,9 4,15 32,4 3,3 28,8 1,85 24,3 4,8 3,5 1Д 20 16 8,0 26,0 5 Показатели N02 Фактический выброс т1, т ПДВ, д„ т. Плата за выброс по норме Пь руб/т Плата за выброс сверх нормы 31, руб/т Т а б л и ц а 3.2 Грузовые авто Строитель Автобу Показатели Легко Грузовые вые ав автомо сы мобили на ди ные и до томо били зельном топли рожные ма били ве шины 3 4 1 2 3 Число ма шин 1| 1.8 4 2,5 4 Плата 1 ав 2,7 томобиля, руб 118 ш 1 щ > РЕШЕНИЕ В общем виде, экономический механизм регулирования ОС может быть определен как система экономических инструментов поощрительного и принудительного характера, применение ко торых обеспечивает достижение целей высокого качества жизни человека. В соответствии с действующими нормативноправовыми документами экономический механизм регулирова ния ОС включает в себя ряд элементов, таких как создание эколо гических фондов, финансирование экологических программ, эко логическое страхование и т.д. Основу экономического механизма экологического управле ния городской среды составляют экологические платежи, кото рые направлены на реализацию принципа «загрязнитель платит». Взимание платы за загрязнение ОС выполняет ряд экологических функций: стимулирующую, аккумулирующую и контролирую щую. Плата стимулирует предприятие к снижению вредных вы бросов, обеспечивает механизм достижения проектных показате лей. У «грязных» производств складывается альтернатива: или платить, или направлять средства на экологическое обновление производства. В соответствии с «Инструктивно-методическими указаниями по взиманию 'платы за загрязнение окружающей при родной среды», разработанными в 1993 году Минприроды Рос сии и согласованными с Минфином России и Минэкономики России, установлены следующие виды платежей: - плата за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу; - плата за сбросы загрязняющих веществ в водоемы; - плата за размещение отходов. Виды платежей имеют следующую структуру: - в границах предельно-допустимых нормативов выбросов, сбросов и захоронения веществ - определяется умножением со ответствующих ставок платы (базовые нормативы) на величину загрязнения и суммированием полученных произведений по ви дам загрязняющих веществ; - плата за выбросы загрязняющих веществ в пределах уста новленных лимитов - определяется умножением соответствую щих ставок платы (базовые нормативы) на разницу между ли митными и предельно допустимыми выбросами загрязняющих веществ и суммированием полученных произведений по видам загрязняющих веществ; - плата за сверхлимитные выбросы, сбросы и захоронения определяется умножением соответствующих ставок за загрязне119 ние в пределах установленных лимитов на величину превышения фактической массы выбросов над установленными лимитами, суммированием полученных произведений и умножением этих сумм на пятикратный повышающий коэффициент. Полный расчет платы за загрязнение ОС по всем видам за грязнителей производят по формуле: П,,,= (П,+П,+По)-К. где Пзаг - общая сумма платы за загрязнение ОС; Яа - плата за загрязнение атмосферы от стационарных и пере движных источников; /7в - плата за загрязнение водных источников; По - плата за размещение отходов; ,< Ки - коэффициент инфляции. В свою очередь, плату за загрязнение атмосферы определяют по формуле: Па = (П,+Пс+П„)-К, = [Ъдгп, +1:{тгдд-а,+^1гП1]-К„ где Я „ - плата за выбросы в атмосферу от стационарных источни ков в пределах утвержденных нормативов; Пс - плата за сверхнормативное загрязнение атмосферы от стационарных источников; П„ - плата за загрязнение атмосферы от передвижных источ ников; '. /; - фактическое количество по 1-му виду транспортных средств; и,-нормативная плата за 1-е транспортное средство. Коэффициент экономической ситуации Кэ загрязнения атмо сферы для всех городов и населенных пунктов Московской об ласти равен 2,28. Я„ = (1830,94,15+32,4-3,3+28,8-1,85+24,34,8+3,5-1,1)+ +[(2815,4- 1830,9>20+(37,4-32,4>16+(31,8-28,8) -8 + ( 4 4 , 3 , -24,3>26+(3,6 - 3,5)-5]+(2-2,7+34+14+3-2,5+4-1,8) = 64363,31 руб. Из расчета видно, что предприятия за загрязнение только воз душной среды заплатит около 100 тыс.руб., что очень не выгодно для него. Необходимо искать источники погашения данных за трат. ')того можно достигиугь усчм^ертепствованием очистных сооружений. 120 ш ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 3.2. РАСЧЕТ ПРЕДОТВРАЩЕННОГО ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО УЩЕРБА ЗА ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОС Цель - определение предотвращенного ущерба от загрязнения окружающей среды (атмосфера, вода, почва). В развитых зарубежных странах оценки экономического ущерба от загрязнения среды колеблются в пределах 2-6% ВНП. Об щий экономический ущерб от различных воздействий миро вого хозяйства на природные схемы изменения климата, окру жающую среду и здоровье человека составил за последние 5 лет около 1 трлн долл. США, т.е. 4% от мирового ВВП. Аналогичная оценка для России около 24 млрд долл. США, что соответствует 9% ВНП. Определение экономического ущерба Определение экономического ущерба основано на стоимост ном выражении потерь качества среды. Учет ущерба необходим при проектировании промышленных предприятий, оценки эф фективности средозащитных мер, а также при экономическом планировании. Предотвращенный экологический ущерб определяется на тер ритории каждого субъекта Российской Федерации, исходя из объемов снижения отрицательного воздействия и величины пока зателя удельного экологического ущерба, наносимого единицей приведенной массы по конкретному виду природных ресурсов и объектов. Основные факторы, определяющие величину предотвращен ного экологического ущерба территории субъектов РФ: - снижение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу; - снижение выбросов загрязняющих веществ в поверхностные водоемы и подземные горизонты; - снижение загрязненности земель химическими веществами; - уменьшение площадей деградированных земель; - сохранение (увеличение) численности отдельных видов жи вотных и растений; - создание и поддержание природных компонентов (охраняе мых и заповедных территорий) и т.д. 121 'Щ*^ Расчет предотвращенного эколого-экономического от загрязнения водной среды Кз1 - коэффициент относительной эколого-экономической опасности для 1- го загрязняющего вещества; N - количество учитываемых загрязняющих веществ. ущерба Предотвращенный эколого-экономический ущерб для водных объектов (У„р, тыс.руб./год) в рассматриваемом регионе за рас четный период времени определяется по формуле: У^ир = Ууд * М„р * Кэ *1д, где Ууд - показатель удельного ущерба (цены загрязнения) вод ным ресурсам, наносимого единицей (условная тонна) приведен ной массы загрязняющих веществ на конец расчетного периода в рассматриваемом регионе, руб/усл.т.; Кэ - коэффициент экологической ситуации и экологической зна чимости состояния водных объектов по бассейнам основных рек; 1д - индекс-дефлятор но отраслям промышленности, устанав ливаемый Минэкономикой РФ; М„р - приведенная масса сокращенного сброса загрязняющих веществ в регионе в результате проведения соответствующих природоохранных мероприятий, тыс.усл.т./год; М„р = АМ-Ме„, -• "^ ' ••• Д М = М1-М2 + М„ов. где А.М - вазовый объем приведенной массы сокращенного сбро са, тыс.усл.т./год; М; и Мг - соответственно приведенная масса сброса на начало и конец расчетного периода, тыс.усл.т./год; М„ое - приведенная масса сброса новых предприятий и произ водств, тыс.усл.т./год; Для расчета приведенной массы загрязнений используют ут вержденные значения ПДК загрязняющих веществ в воде водо емов рыбохозяйственного значения (как наиболее жесткие). С помощью ПДК определяют коэффициенты эколого-экономической опасности загрязняющих веществ как величина обратная ПДК:/^э^!/ПДК. Приведенную массу загрязняющих веществ рассчитывают по формуле: N ' где т1 - масса фактического сброса 1 -го загрязняющего вещества в водные объекты рассматриваемого региона, т/год; 122 ^ I ЗАДАНИЕ Определить величину эколого-экономического ущерба, пре дотвращенного в результате осуществления природоохранных мероприятий по охране водных объектов в Московской области (бассейн реки Оки) для экономичной оценки деятельности терри ториального комитета по охране окружающей среды (экологиче ский контроль, реализация экологических программ, экологиче ская экспертиза и др.). Расчетный период - начало и конец года Основные исходные данные представлены в табл. 3.3. Т а б л и ц а 3.3 Наименование загрязняющих веществ Фосфор общий Метанол та '^ШИО Щ! А/и, ОТ/сс ^тп 4275,6 236,4 3158,7 1353,3 503,6 849,7 73,5 1,36 58,4 16,46 2,68 23,78 Бензапирен 0,015 0,015 0,009 0,006 Приведенная масса за М, ДМ М2 грязнений, тыс. у ел. т 5,309 0,251 3,801 1,759 0,668 1,091 Обозначения к табл. 3.1: гпц - объем (масса) сброса загрязняющего вещества по 1-му ингреди енту в начале расчетного периода, т; т,2 - объем сброса загрязняющего вещества по 1-му ингредиенту в конце расчетного периода, т; гп^но - объем сброса загрязняющего вещества от новых предприятий, введенных в эксплуатацию в течение расчетного периода, т; Ада, - валовый объем сокращенного сброса загрязняющего вещества по 1-му ингредиенту (с учетом введенных в эксплуатацию новых пред приятий и производств), т; АШ; =ОТ,7+»г,„„о -/Я/2 ш/сс - объем сокращенного сброса 1 -го загрязняющего вещества в ре зультате спада производства в регионе в течение расчетного периода, т; Шцпр - объем сокращенного (предотвращенного) сброса загрязняю щих веществ в результате проведения комплекса мероприятий по охра не вод в регионе в течение расчетного периода, т (по 1-му ингредиенту) /И,„„= Дот, . От; 123 РЕШЕНИЕ Предотвращенный эколого-экономический ущерб для водных объектов Московской области за расчетный период времени: у пр Расчет ущерба от ухудшения почв, земель, предотвращенного в результате природоохранной деятельности I Экологический ущерб от ухудшения и разрушения почв и зе мель под воздействием антропогенных нагрузок главным обра зом выражается в деградации почв и земель, захламлении земель несанкционированными свалками, загрязнении почв химически ми веществами. 1. Оценку ущерба от деградации почв и земель {У"р , тыс.руб./год), предотвращенного в результате природоохранной деятельности, производим по формуле: =Уу,*Мпр- где У„а - базовый показатель удельного ущерба для Московской области на единицу приведенной массы загрязнений, равный 8457,2 руб/усл.т; Кэ - коэффициент экологической ситуации и экологической значимости водных ресурсов для Московской области, равный 1,2; /а= 1-индекс-дефлятор; М„р - приведенная масса загрязняющих веществ, определяется по формуле: м =1 1711 * к . В конце табл.3.1 представлены итоговые результаты приве денной массы сброса загрязняющих веществ в целом но региону. М„р= (5,309+0,25 1-3,801-0,668)=1,091 тыс.усл.т. Валовый приведенный объем сокращенного за расчетный пе риод времени сброса загрязняющих веществ в регионе, согласно расчетам, составил 1,759 тыс.усл.т.. Из них 0,668 тыс.усл.т - в ре зультате деятельности территориального органа Госкомэкологии России. У^'= 8452,7 X 1,091 X 1,2 X 1 = 1 1066,3 тыс.руб =11,1 млн.руб. Расчет ущерба от загрязнения атмосферного воздуха, предот вращенного в результате природоохранной деятельности Укрупненная оценка величины предотвращенного ущерба от выбросов загрязняющих веществ в атмосферу может проводиться как для одного крупного источника или группы источников, так и для региона в целом. В качестве оцениваемой группы источников могут рассматриваться все источники в данном городе, регионе, рассматриваемые как единый "приведенный" источник. Предотвращенный эколого-экономический ущерб от выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух (У^ ,тыс.руб./год) в рассматриваемом экономическом районе РФ за расчетный пе риод времени определяется аналогично водным ресурсам. 124 I У:прд -Нг -'-'с •• & ^д * к, *К„ щ 4 где Не - норматив стоимости освоения новых земель, изымаемых с/х угодий для несельскохозяйственных нужд, тыс.руб./га; 5'э - площадь почв и земель, сохраняемых от деградации за от четный период времени в результате проведенных природо охранных мероприятий, га; Ку - коэффициент экологической ситуации в значимости тер ритории; К„ - коэффициент для особо охраняемых территорий. 2. Оценку ущерба (У^^,^^ ,тыс.руб./год) от захламления земель 1-й категории отходов (/= 1,2 п) несанкционированными свал ками, предотвращенного в результате природоохранной деятель ности, производим по формуле: 1\ У" ^ прс где 8с - площадь земель, которые удалось предотвратить от за хламления отходами 1-го вида за отчетный период времени, га. 3. Оценку ущерба от загрязнения земель, предотвращенного в результате природоохранной деятельности, производим по фор муле: у" : прх / , (Не "Зс * Кэ*К„) * К^, 1=\ где Не - площадь земель, которые удалось предотвратить от за грязнения химическими веществами 1-го вида в отчетном году, га; 125 Щ к,: - повышающий коэффициент (предотвращенного загрязне ния земель несколькими п химическими веществами) ^ ^ 1 + 0,2{п-1),при_п<10 Ъ,при_п >10 Общую величину предотвращенного ущерба от ухудшения и разрушения почв и земель в рассматриваемом районе за отчетный период времени определяем суммированием всех видов предот вращенных ущербов: У" у" •^ прд У" • прс У" -у" прх где У1 ^ - любой другой уя вид предотвращенного ущерба от ухудшения и разрушения почв в рассматриваемом регионе за от четный период времени, тыс.руб./год. ' ЗАДАНИЕ Рассчитать ущерб, предотвращенный от ухудшения и разру шения почв и земель в Московской области. По данным город ского отчета, в отчетном году проведены работы по восстановле нию и рекультивации деградированных и загрязненных земель на площади 157 га, загрязненных земель на площади 305 га и земель, загрязненных химическими веществами, на площади 200 га. РЕШЕНИЕ 1. Оценку ущерба от деградации почв и земель определяем но формуле: Крд =Нс*8д*К, *К„ = 130 X 157 х 1,6 х 1 = 32656 тыс.руб. Не =130 тыс.руб/га- норматив стоимости освоения новых зе мель, изымаемых с/х угодий для несельскохозяйственных нужд для Московской области; б'й =157 га- площадь почв и земель, сохраняемых от деграда ции за отчетный период времени; Кэ =1,6- коэффициент экологической ситуации в значимости территории; К„= I- коэффициент для особо охраняемых территорий. 2. Оценку ущерба от захламления земель несанкционирован ными свалками определяем по формуле: 126 1 1\ У"прс=^^ (Не *5,,К,*К„) = \Ъ0хЪ05х1,6х1= 63440 тыс.руб. 5*0 =305 га- площадь земель, которые удалось предотвратить от загрязнения отходами одного вида за отчетный период времени. 3. Оценку ущерба от загрязнения земель химическими веще ствами определяем по формуле: ,\' Крх = Е (^^*^' *Кэ*К„) * к, =130x200x1,6x1x1 = 41600 тыс.руб., г=1 где 8с =200га- площадь земель, которые удалось предотвратить от загрязнения химическими веществами одного вида в отчетном году; Кх=1, Кх =1+0,2(1-1)- повышающий коэффициент за предот вращение загрязнения земель одним химическим веществом. 4. Суммарную величину предотвращенного ущерба от ухуд шения и разрушения почв по Московской области определяем по формуле: Кр = Крд + У"прс + У"пр. =32656+63440+41600=137696 тыс.руб. Оценка экономического ущерба от действия шума Экономическую оценку ущерба от действия шума на населе ние в зависимости от эквивалентного уровня ночных и дневных шумов в жилых помещениях определяем по формулам: 1?гтах Уи = ^ -/.тах-25 Ьд А/1/Н„/1, Уй=Х В/1/М,/Ь, -: /,=25 где М„ / Ь, М^ /1 - число людей, проживающих на расчетной тер ритории в комнатах, где эквивалентный уровень ночных/дневных шумов имеет в децибелах значение, равное Ь; А / Ь /, В / Ь / - размерные множители, взятые из приложения 39 "Инструкции по разработке раздела ООС". ЗАДАНИЕ Рассчитать ущерб от действия шума на людей, проживающих в 9-этажном доме, имеющем 15 подъездов, расположенном па раллельно Енисейской улице. 127 РЕШЕНИЕ . , .. Рассматриваемый жилой дом имеет 9 этажей, 15 подъездов, расположен параллельно улице Енисейской. Следовательно, шу мовые характеристики на одних и тех же этажах будут примерно одинаковые. При расчете ущерба в ночное время количество лю дей, проживающих в комнатах с уровнем шума, равным Ь, при нималось максимальным (усредненный показатель - 3 человека в каждом подъезде на каждом этаже), а дневное время минималь ным (усредненный показатель - 1 человек в каждом подъезде на каждом этаже). У„ = 66,3 X 3 X 15х (1,6+5,7+13,5+24,4+33,6+44,9+59+76,6+ 97,6)= = 1064811 руб.год Уд = 66,3 X 15 X 1 X (8,6+13,8+20+27,8+34,1+41+45+49,5+58,6)= =296758,8 руб.год 3^об«, = :^„ + З^д = 1361569,8 руб.год Т аб лицаЗ.4 Дневные/ночные шумовые характеристики рассматриваемого объекта Этаж 1-йДБА /.„ д Б А 1 '2 3 4 5 6 7 8 9 31 34 37 40 42 44 45 46 48 25 27 30 33 35 37 39 41 43 Проведенная оценка ущерба, наносимого окружающей среде исследуемых объектов, показала, что необходимы меры по улуч шению качества окружающей среды (щумозащитные меры, озе ленение территории и т.д.). Экологический ущерб от загрязнения атмосферы автотранспортом составил 8251444 руб./год, а общий дневной и ночной ущерб от действия шума - 1361569,8 руб/год. 128 1 РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА Инструкция по разработке раздела ООС в г. Москве. - М., 1993. Московские государственные строительные нормы (Планировка и застройка).-М., 1998. Родионовская И. С. Генеральные планы гражданских зданий: Учебы, пособие. - М., 2005. ТЕМЫ РЕФЕРАТОВ К ДОКЛАДУ (ИТОГОВЫХ) 1. Современный мир и его влияние на окружающую среду. 2. Глобальное потепление - мифы и реальность. 3. Экологический кризис. Пути его преодоления. 4. Концепция устойчивого развития. 5. Энергетическая проблема современного мира. Пути ее решения. 6. Вода - основа жизни на Земле. 7. Почва и ее роль в биосфере. 8. Атмосфера, ее взаимосвязь с природными и антропоген ными процессами на Земле. 9. Биосфера. Учение В.И.Вернадского. 10. Живое вещество и его роль в формировании биосферы (по В.И.Вернадскому). 11. Отходы. Современные технологии обращения с отходами. 12. История развития экологии как науки. 13. Строительство - средообразующий фактор. 14. Урбанизация населения и ее экологические последствия. 15. Роль экологических изысканий при строительстве. 16. Ноосфера как новая стадия развития биосферы. . . 17. Биоразнообразие как результат эволюции биосферы. 18. Экологические системы, законы их развития. 19. Круговоротные процессы в биосфере. Главные биогены. 20. Экологический мониторинг. 21. Экологическая безопасность (в строительстве). 22. Эстетические аспекты окружающей природной среды. 23. Международное сотрудничество по вопросам охраны ок ружающей среды. 24. Качество жизни человека и окружающая среда. 25. Популяции. Стратегии выживания. 26. Среда обитания и экологические факторы. 27. Природные и антропогенные экосистемы. 28. Экологическая ситуация в регионе. 129 29. Рукотворные катастрофы. 30. Экологизация общественного сознания. 31. Национальные и международные объекты охраны окру жающей среды. 32. Формы взаимодействия общества и природы и их разви тие на современном этапе. 33. Принципы и основные направления рационального при родопользования. 34. Экологические проблемы выживания (транспорт, шум, излучения и человек). 35. Лимитирующие факторы. 36. Чернобыль - зона экологического бедствия. 37. Строительная система - форма природно-техногенных систем. , 38. Проблемы загрязнений в городской среде. 39. Загрязнение окружающей среды при строительстве. < 40. Биоресурсы Земли, их сохранение. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Оду.мЛ?. Основы экологии. - М.: МирЛ975. 2. Реймерс Н.Ф. Надежды на выживание человечества. Концепту альная экология. - М.: Россия молодая, 1992. 3. Мазур И.И. Введение в инженерную экологию. - М.: Наука, 1989. : 4. Петров В.В. Экологическое право России. - М.: БЕК, 1995. 5. Хачатуров ТС. Экономика природопользования. - М.: МГУ, 1991. 6. Глухое В.В., Лисочкина Т.В., Некрасова Т.П. Экономические ос новы экологии. - СПб: Специальная литература, 1995. 7. Белов СБ. и др. Охрана окружающей среды. - М.: Высшая шко ла, 1991. 8. Охрана окружающей природной среды. Постатейный коммен тарий к закону России. - М.: Республика, 1993. 9. Реймерс Н.Ф. Природопользование. Словарь-справочник. - М.: Мысль, 1990. 10. Окружающая среда. Энциклопедический словарь-справочник. М.: Прогресс, 1993. И. Тихомиров Н.П. Социально-экономические проблемы защиты природы. - М.: Экология, 1992. 130 I 12. Ревель П., Ревель Ч. Среда нашего обитания. - М.: Мир, 1994. 13. Голуб А.А., Струкова Е.Б. Экономика природопользования. М.: Аспект Пресс, 1995. 14. Кузнецов В.А. и др. Экономика природопользования на пред приятиях. - М.: ИМАКС, 1992. 15. Порт К. Основы экологического менеджмента /Министерство охраны окружающей среды. - М.: 1994. 16. Программа обновления гуманитарного образования в России. Экологические проблемы современности. Научные и педагогические аспекты. - М.: ОНЕГА, 1996. 17. Миллер Т. Программа всеобщего экологического образования. //Жизнь в окружающей среде. Сб. 1. -М.: Прогресс, 1995. 18. Наше общее будущее. Доклад Международной комиссии по ок ружающей среде и развитию (МКОСР). - М.: Прогресс, 1995. 19. Красилъников В.А. Промышленное зодчество и экология: Спра вочное пособие. - М.: Стройиздат, 1992. 20. Лебедева А.Н., Лаврик О.П. Природоохранное законодательство развитых стран. Аналитический обзор. Ч. 2. Защита окружающей среды от загрязнения. - Новосибирск, 1992. 21. Проблемы экологии России. /Под ред. В.И. Данилова-Данильяна, В. Котлякова. - М.: Фед. эколог, фонд, 1993. 22. Урсул А.Д. и др. Введение в социальную экологию: Учебное по собие. Ч. 1. - М.: Луч, 1993. 23. Обеспечение экологической безопасности со стратегией ноо сферы. /Росс. акад. управления. Материалы научной сессии «Вернад ский-экология-ноосфера». - М.: Луч, 1993. 24. Вернадский В.И. Философские мысли натуралиста. - М.: Наука, 1988. 25. >8рьггмн В.Д Биология. - М.: Медицина, 1984. 26. Протасов В.Ф., Молчанов А.В. Экология, здоровье и природо пользование в России. - М.: Финансы и статистика, 1995. 111.1 РЕКОМЕНДУЕМЫЕ ТЕМЫ РЕФЕРАТОВ ПО КУРСУ «ЭКОЛОГИЯ» .'. ПРИЛОЖЕНИЯ 15 Тема 1. Экология - наука или мировоззрение. Тема 2. Экология в системе глобальных проблем современности. Тема 3. Экология в России: генезис и причины обострения биосферной напряженности. Тема 4. Основные экосистемы территории России и их потен циальная устойчивость к техногенезу. Тема 5. Современные источники загрязнения и деградации ок ружающей среды. Тема 6. Состояние окружающей среды и здоровья населения. Тема 7. Пути "экологического" выживания России. ; Тема 8. Экологический подход к науке. , Тема 9. Природные ресурсы и виды их использования. ,« : А Тема 10. Аспекты рационализации природопользования. Тема 11. Научно-технический прогресс и природопользование. Тема 12. Управление в природопользовании. "'-' Тема 13. Экономика природопользования. Тема 14. Сущность и направления охраны окружающей при родной среды. Тема 15. Инженерная охрана окружающей природной среды. Тема 16. Нормативно-правовые основы охраны окружающей природной среды. ' Тема 17. Экономический механизм охраны окружающей при родной среды. Тема 18. Международные природные ресурсы и сотрудниче ство в сфере охраны окружающей природной среды. Приложение! I I - ' • ' - • - ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА КОНЦЕНТРАЦИИ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ В РАЙОНЕ ИСТОЧНИКОВ ИХ ВЫБРОСА ПРИ НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ 1 УСЛОВИЯХ ' Пример 1 . Котельная (ровная открытая местность, Новосибирская область). № п/п Характеристики, обозначения, расчет 1 2 3 4 5 6 7 Число дымовых труб, N Высота дымовых труб, Н Диаметр устья трубы, I) Скорость выхода газовоздушной смеси, а)о Температура газовоздушной смеси, Т^ Температура окружающего воздуха, 1> Выброс двуокиси серы, М^д, 8 9 Выброс золы, М, Выброс окислов азота (в пересчете на дву окись азота), М у^^ Коэффициенты : 10 А 11 12 13 ' 14 132 • • •• • ' г? Максимальные разовые предельно допус тимые концентрации (ПДК): двуокиси серы золы окислов азота Объем газовоздушной смеси: ' 4 Перегрев газовоздушной смеси, АТ: АТ=Т,-Т,= 125-25 Параметр/: . , Ед. изм. шт. м м м/с г/с Значе ние 1 35 1,4 7 125 25 12 г/с г/с 2,6 0,2 - 200 1 мг/м"' мг/м^ мг/м"* 0,5 0,5 0,085 м^с 10,8 ,°с 100 °с •°с 133 № п/п Характеристики, обозначения, расчет / = 1000 15 7^-1,4 , ' 35^-100 Параметр у„: „,,,/10,8-100 ние - 0,56 м/с \ ;• • .•; - 24, • 25 134 Концентрации с ношением: 0,36 М 80, с1 = 7 -,12,04 (1 + 0 , 2 8 ^ 0 , 5 б ) " мг/м^ 0,12 м 215 окислов азота ^ И С 2 связаны соот- : 0,017 с^ 0,98 1 27 Расчет концентрации двуокиси серы Максимальная концентрация 8О2: мг/м^ 5о, 200-12-1 •0,98-1-1 Значе ние чету с^'^^. 26 : \ ; - : - - , : \ - - - Ед. изм. _НО- 12,3 Расчет концентрации золы Золоочистка отсутствует. Коэффициент Р) Максимальная концентрация золы по со отношению: М, ^ 0,19-2,6-3 . :^ „•УО, м50, 28 0,19 12 Расстояние х^ по соотношению: 2 -— 35^^10,8-100 23 : Характеристики, обозначения, расчет Расчет с " " ' производится аналогично рас 2,04 I Параметр т) Параметр и Параметр с1: ^ № п/п Расчет концентрации • 3 5 I 1 1,3-7-М- """" 22 изм. V 35 Параметр У\^ : , 18 19 21 Значе ^ -^ ' - у „ = 0,65 3 ^ — 16 Ед. Расстояние х „ ^ : 29 х1^^ = 12,3 - 35 м 430 Коэффициент 51 для расстояния х : л; = 50 м, х/х„ = 0,116 X = 100 м,х/х„ = 0,256 X = 200 м, х/х„ = 0,465 X = 400 м, х/х„ = 0,93 X = 1000 м,х/х„ = 2,32 X = 3000 м, х/х„ = 6,97 - 0,069 0,232 0,633 мг/м' мг/м^ мг/м мг/м^ мг/м^ мг/м^ 0,01 0,04 0,12 0,19 0,13 0,03 1 0,664 0,154 40 Концентрация с - на расстоянии х х = 50 м, с = 0,19-0,069 х = 100 м, с = 0,19-0,232 х = 200 м, с = 0,19-0,633 х = 400 м, с = 0,19- 1 х = 1000 м, с = 0,19-0,664 х = 3000 м, с = 0,19-0,154 5- Р .. 5-3 430 4 4 Коэффициент 51 для рассюяний х: X = 50 м, х/х„ = 0,233 X = 100 м,х/х„ = 0,465 X = 200 м, х/хж = 0,93 х = 4 0 0 м , х/х„= 1,86 X = 1000 м,х/х„ = 4,05 X = 3000 м , х / х „ = 13,9 Концентрация золы с^ на расстоянии х: х = 50 м, с = 0,12-0,23 х = 100 м, с = 0,12-0,632 х = 200 м, с = 0,12-0,99 х = 400 м, с = 0,12-0,78 х = 1000 м, с = 0,12-0,296 х = 3000 м, с = 0,12 - 0,028 = X I 30 50, 0,232 0,633 1,0 0,78 0,296 0,028 мг/м^ мг/м^ мг/м'' мг/м^ мг/м^ мг/м'' 0,03 0,08 0,12 0,09 0,04 0,003 135 V Приложение2 образования для лиц, принимающих решения в управленческой и производственной сферах, представителей государственного управления и законодательной власти. Цель курса - познакомить студентов и аспирантов с основны ми понятиями по экологии, показать взаимосвязь и взаимозави симость между экологией, как комплекс естественных наук и экономикой, дать необходимые представления об инженерноэкологическом обеспечении производственных пропессов и дальнейшей экологизацией мышления управленческого аппарата. Предусмотрены активные формы проведения занятий: семи нары, "круглые столы", собеседования, написание рефератов. РАЗВЕРНУТАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ «ЭКОЛОГИЯ» ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ В ВЫСШЕЙ СТРОИТЕЛЬНОЙ ШКОЛЕ ПО , НАПРАВЛЕНИЮ «СТРОИТЕЛЬСТВО» (Методические рекомендации преподавателям по изложению материала для составления рабочей программы применительно к различным профилям обучения) ВВЕДЕНИЕ ' Проблема экологической безопасности с беспощадной оче видностью и остротой встает перед человечеством. Масштаб ность и глубина экологического кризиса начинают осознаваться в полной мере лишь в последнее время. Непосредственная угроза современной цивилизации связана с парниковым эффектом, раз рушением стратосферного озона, потенциальной возможностью ядерной катастрофы, реально обозначившейся в Чернобыле, на конец, с потерей обш;ей устойчивости биосферы. Не исключена возможность возникновения новых крупномасштабных проблем, обусловленных недостаточным контролем за развитием произ водственной сферы деятельности людей. Постепенно накапли ваемые негативные результаты глобального загрязнения окру жающей среды наряду с демографическим взрывом и интенсив ным использованием не возобновляемых природных ресурсов все более усугубляют общую экологическую обстановку. Назревший экологический кризис в значительной мере обу словлен стихийным, практически неуправляемым на планетарном уровне и недостаточно управляемым на более низких уровнях процессом взаимодействия человека и общества со средой обита ния. Поскольку центр тяжести в этом взаимодействии приходится на общественное производство, то управление его экологобезопасным функционированием и развитием является первостепен ной задачей. Решение проблемы управления экобезопасностью требует системного обеспечения, необходимыми составляющими которого являются формирование общественного экологического сознания и профессиональная подготовка кадров в области экологобезопасности. Особенно важна постановка экологического 136 : ПРОГРАММА Раздел I. ОБЩАЯ ЭКОЛОГИЯ Тема I 1. Предмет и задачи экологии. В этой теме необходимо раскрыть понятие объекта и предмета исследования как целое и часть его соответственно. Классифика ция главных и второстепенных задач исследований. Взаимосвязь главных задач исследований с задачами смежных областей зна ний. Определение последовательности решения задач. Информа ционная база научной дисциплины и ее правовая основа. ЛИТЕРАТУРА:/1-12/. . ^ Т е м а2. Экология на современном этапе. > ' '• ^ Современное понятие экологии. Роль экологии в жизни со временного общества. Краткая история изучения экологии в об щественной жизни. Развитие экологической науки в стране. Со общество и биоценоз. Характеристика биосферы. Биологический круговорот веществ в экосистеме. Экологический кризис и свя занная с ним экологическая проблема. Теория В.И. Вернадского о биосфере. Атмосфера и ее состав. Загрязняющие вещества в атмосфере. Естественное загрязнение атмосферы. Антропогенное загрязне ние атмосферы. Источники загрязнения. Химический состав вы137 бросов в атмосферу. Мероприятия по охране атмосферы от за грязнения. Понятие предельно допустимых концентраций хими ческих веществ в атмосфере. Гидросфера. Запасы воды на земном шаре. Водные ресурсы СНГ. Взаимосвязь гидросферы с другими сферами Земли. Основ ные водные бассейны мира и СНГ. Структура запасов воды по бассейнам мира. Значение воды в жизнедеятельности организмов. Физические и химические свойства воды. Широкое использование воды в на родном хозяйстве страны. Структура водопользования в народ ном хозяйстве. Понятие стока воды в реках, расхода воды в ре ках, модуля стока воды с поверхности земли. Состав и свойства сточных вод. Литосфера. Понятие почвы и ее значение в жизнедеятельности организмов. Задачи человека по охране почв. ЛИТЕРАТУРА:/8 - 12/;/16/;/21/. Тема 3. Экосистема и энергетика биосферы. Понятие экосистемы. Основные экосистемы России. Связь экосистемы с биосферой. Основные биохимические циклы. Понятие энергетики биосферы. Понятие популяции. Продук тивность экосистемы. Современные концепции биосферы. Тема 4. Демография и экология. . •; Что такое демография? Численность и плотность населения. Определение средней, максимальной и минимальной плотности населения. Динамика населения, рождаемость и смертность. ЛИТЕРАТУРА: Л - 14/. СЛОВАРЬ ОСНОВНЫХ ТЕРМИНОВ ПО КУРСУ "ОБЩАЯ ЭКОЛОГИЯ" Абиотический - безжизненный. Автотрофные организмы - первичные продуценты органического вещества в биосфере. Им противопоставляются гетеротрофные орга низмы, гетеротрофы. 138 • I I Биосфера - область обитания живых организмов; оболочка земли, состав, структура и энергетика которой определяется совокупной дея тельностью живых организмов. Биотический - живой. Биоценоз - совокупность населяющих биотоп организмов (растений, животных, грибов, микроорганизмов), связанных друг с другом взаим ной зависимостью и взаимным влиянием. Гетеротрофные организмы - организм, использующий для питания только или преимущественно органические вещества, произведенные другими видами, и, как правило, не способны синтезировать вещества своего тела из неорганических составляющих. Консументы - гетеротрофные организмы (животные, бесхлорофильные растения, некоторые микроорганизмы), использующие для своего питания созданное продуцентами органическое вещество с заключен ной в нем энергией. Популяции - совокупность особей одного вида, обладающих общим геофондом и обитающих в более или менее непрерывном ареале. Продуценты - (автотрофные организмы) с помощью световой энер гии (зеленых растений) или энергии химических реакций (некоторые бактерии) синтезируют из простых неорганических веществ сложные органические соединения. Основные продуценты - зеленые растения. Эко.чогия - от греческого ойкос - жилище, дом, домашнее хозяйство. Наука о взаимосвязях между организмами и окружающей их средой, о круговороте веществ и потоках энергии, делающих возможной жизнь на Земле. Экология связывает между собой различные области естество знания. Экосистема - представляет функциональное единство организмов и окружающей среды. Раздел П. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Т е м а 5. Социально-экологическая ситуация в России и тен денции ее развития. Особенности современной экологической обстановки в Рос сии. Позитивные и негативные тенденции развития ситуации. Обобщенная характеристика состояния основных видов природ ных ресурсов: минеральных, земельных, лесных, водных и био логических. -139 Экология и экономика. Взаимосвязь экономической и эколо гической составляющих развития общества. Основные направле ния экономического развития страны на ближайшую перспективу и возможные последствия этих процессов в окружающей среде. Эколого-экономическое районирование страны и региональ ные приоритеты экологической политики. Понятие экологоэкономического района. Территориальная специфика состояния природной среды в России. Региональные приоритеты природо охранной политики. ; ЛИТЕРАТУРА ' XX век: последние 10 лет. - М.: Прогресс, 1992. Лемешев М.Я. Экология и экономика. // Вопросы экономики. - 1990. №11. Национальный доклад России "Состояние окружающей среды в 1991 г." -М., 1992. Охрана окружающей среды в РСФСР в 1990 г. - М., 1991. Пермяков Р. С. Региональные экологические проблемы. - М.: Дело, 1991. Тихомиров Н.П. Социально-экономические проблемы защиты природы. -М.: Экология, 1992. .^ : . , . , ; у, Тема 6. Государственная зованием в России. . система управления природополь • : , -„ Понятие управления природопользованием. Структура и ком петенция государственных органов экологического управления. Основные функции государственных органов управления приро допользованием. История государственного регулирования при родопользования в России. Нормативная база деятельности органов экологического управления. Особенности ее формирования. Территориальные органы охраны природы и рационального использования природных ресурсов. Порядок разрешения эколо гических споров. Осуществление государственного экологического мониторин га. Пути совершенствования структуры управления природо охранной деятельностью. 140 1 ЛИТЕРАТУРА • Закон Российской Федерации "Об охране окружающей природной среды".-М., 1992. Закон Российской Федерации "О недрах". - М., 1993. Лемешев М>Я. Пока не поздно. - М., 1991. Природоресурсное право и правовая охрана окружающей среды. /Под ред. В.В. Петрова. - М., 1988. 1 I 4 Тема 7. Экологическая экспертиза народнохозяйственных проектов, промышленных объектов и технологий. Основные положения и принципы проведения Государственной экологической экспертизы. Объекты экспер тизы. Требования к экспертам или экспертной комиссии. Проце дура экологической экспертизы. Методология Государственной экологической экспертизы. Методические подходы к анализу последствий техногенного воз действия. Обоснование масштаба экологической опасности пред лагаемого решения: методические предпосылки подготовки ре шений; модель задачи экологического обоснования; экспертные оценки экологической ситуации; анализ альтернативных вариан тов; заключение об экологической и экономической приемлемо сти. Разбор конкретной ситуации при выборе экологоприемлемого решения. Роль общественности в оценке экологического риска хозяйст венных проектов. Общественное обсуждение проектов. Учет об щественного мнения в экологической экспертизе. ЛИТЕРАТУРА Порфирьев Б.Н. Экологическая экспертиза и риск технологий. //Итоги науки и техники. Сер. "Охрана природы и воспроизводство при родных ресурсов". - М., 1990. Т. 27. Основы экологО-географической экспертизы. М., 1992. Экологическая экспертиза. Обзорная информация /ВИНИТИ. Вып. 1. - М., 1992. 141 Тема 8. Правовое регулирование природопользования. Понятие, предмет и метод экологического права. Основные принципы экологического права. Место экологического права в российском праве. Объекты экологического права. Понятие и общая характеристика права и субъектов права собственности на природные объекты природопользования. Источники экологического права. Законы, постановления Верховного Совета РФ, указы президента и иные нормативные правовые акты. Рассмотрение основных положений нового зако на "Об охране окружающей природной среды". Экологические права и обязанности граждан РФ. Экологиче ские правомочия общественных организаций граждан. Экологические право и обязанности предприятий. Ответст венность предприятий, должностных лиц и других работников по экологическому праву. Санкции, применяемые к нарушителям природоохранного законодательства. ЛИТЕРАТУРА.- /4 - 8/. Тема 9. Государственное нормирование загрязнений окру жающей среды. Экосистема "производственный объект - окружающая среда". Антропогенные факторы. Классификация факторов загрязнения окружающей среды. Медико-биологические аспекты взаимодей ствия человека с антропогенными факторами. Нормативы качест ва окружающей среды: гигиенические и экологические. Меди цинский, технологический и научно-технический показатели нормативов. Принципы определения предельно допустимых норм воздействия на окружающую среду. Эколого-экономический компромисс. Нормы на загрязнение атмосферы. Предельно допустимые концентрации (ПДК) длительного действия. Максимально разо вые ПДК. Класс опасности загрязняющих веществ. Нормы ПДК при комбинированном воздействии вредных веществ целена правленного действия. Комплексный показатель загрязнения ат мосферного воздуха. Распространение выбросов в атмосфере. Установление предельно допустимого выброса (ПДВ). 142 I Нормы на загрязнение водной среды. Гигиеническое и рыбохозяйственное нормирование ПДК. Температурный режим, пока затель рН, биохимическая потребность в кислороде. Предельно допустимый сброс (НДС). Нормы ПДК вредных веществ в почве. Предельно допустимые уровни (ЦПУ) электромагнитного воз действия, радиации, шума и иных вредных физических воздейст вий. Система нормативно-технической документации. Отличительные особенности нормирования загрязнений ок ружающей среды за рубежом. ЛИТЕРАТУРА Владимиров А.М., Ляхин Ю.И., Матвеев ВТ. Охрана окружающей среды. - Л.: Гидрометеоиздат, 1991. Внуков А.К. Защита атмосферы от выбросов энергообъектов; Спра вочник. - М.: Энергоатомиздат,1 992. Охрана окружающей природной среды: постатейный комментарий к Закону России. /В.П. Ворфоломеев. - М,: Республика, 1993. Экологические проблемы энергетики /А.А. Кошелев. - Новосибирск: Наука, 1989. Тема 10. Экономическая реформа и экология. Принципы ухудшения экологической ситуации в Российской Федерации на первых этапах переходного периода. Необходимость разработки новой государственной политики в области природопользования и охраны окружающей среды, включающей в себя совершенствование законодательства, пере ход на международные стандарты, формирование рынка экологи ческих работ и услуг и др. Необходимость повышения эффектив ности государственного контроля за соблюдением установлен ных регламентов природопользования, обеспечения преемствен ности экологических обязательств опасных предприятий и про изводств в процессе приватизации. Сохранение и рациональное использование природно-ресурсного потенциала путем формирования кадастров, лицензирование и платное природопользование. 143 Развитие арендных и концессионных форм пользования при родными ресурсами и объектами. Формирование рынка природных ресурсов. Создание внебюджетных федеральных и региональных фон дов по охране и восстановлению отдельных видов природных ре сурсов. ? • Социальные аспекты экологической политики в переходный период. Формирование системы непрерывного экологического образования. Правительственное участие в создании всеобъемлющего мо ниторинга окружающей среды и сохранения биосферного равно весия. ;: Зарубежная гуманитарная и техническая помощь для финан сирования экологических программ. ЛИТЕРАТУРА Мамин Р. Экономическое воздействие на качество природной среды. //Экономист. 1992. №7. Программа углубления экономических реформ Правительства Рос сийской Федерации //Вопросы экономики. 1992. №8. Экономический механизм инвестирования природопользования. М.: Институт экономики, 1990. ; ., , , }• Т е м а 11. Федеральная природоохранная служба России. Разрушение единого экономического пространства и углубле ние экономического кризиса. Сокращение объемов капитальных вложений в природоохранные объекты. Недостаточный учет и оценка природных ресурсов, отсутствие их комплексных кадаст ров. Введение платы за выбросы и сбросы загрязняющих веществ в окружающую природную среду, размещение отходов, другие ви ды вредного воздействия. Необходимость разработки нормативов за радиоактивное, шумовое и электромагнитное воздействие на окружающую среду. Необходимость создания экономического механизма взаиморасчетов за трансграничный перенос загряз няющих веществ. Меры экономического стимулирования охраны окружающей среды: льготное налогообложение прибыли пред144 I 1 1 1 приятии, освобождение от налогов экологических фондов, эколо гическое страхование, заемное финансирование предприятий и граждан из экологических фондов, ускоренная амортизация ос новных фондов. Роль и значение ресурсо- и энергосберегающих средств и тех нологий в обеспечении экологического равновесия и устойчивого экологобезопасного развития. ЛИТЕРАТУРА Государственный доклад "О состоянии окружающей природной сре ды в 1992 году". - Минприроды РФ, 1993. Гофман К.Г. и др. О формировании рыночных систем регулирования качества окружающей природной среды. //Экономика и математические методы. 1991. № 5. Мамин Р.Г. Общие принципы платного природопользования при пе реходе крынку. //Торфяная промышленность. 1991. № 11. Тема 12. Зарубеж:ный опыт управления охраной окружаю щей среды, природопользование]11 (системы государственных и муниципальных служ:б). I < I Проблемы окружающей среды в различных регионах мира. Сравнительная характеристика состояния экологических проблем в России и ведущих промышленно развитых странах Запада. Существующие подходы к обеспечению экологической безо пасности в промышленно развитых государствах Запада. Понятие государственной экологической политики. Характеристика и особенности государственного экологического регулирования за рубежом (природоохранное законодательство; структура и функ ции государственных природоохранных органов; финансирова ние; экологическая экспертиза; научно-техническая политика). Экономические методы экологического регулирования за ру бежом. Существующие подходы к экологизации хозяйственной деятельности частного сектора в условиях рыночной экономики. Экологический бизнес. Анализ результатов экологической политики государств Запа да за последние десятилетия. Новые направления экологической 145 Ущерб окружающей человека среде несущественный - не превы шающий порога чувствительности среды (экологических систем) или быстро компенсируемый в ходе процессов ее саморегуляции, то есть не выходящий за пределы устойчивости природных систем, а потому эколого-социально-экономически неощутимый ни в настоящем, ни в буду щем, не отражающийся на здоровье нынешних и грядущих поколений людей. Ущерб окружающей человека среде существенный - превышающий порог чувствительности среды и не компенсируемый процессами ее бы строй саморегуляции, т.е. чрезмерное нарушение ее устойчивости спо собами противостояния внешним воздействиям. Экономика природопользования - раздел конкретной экономики, изучающий главным образом вопросы экономической оценки природ ных ресурсов и такой же оценки ущербов от загрязнения среды. политики. Современные приоритеты в жологической полигике промышленно развитых стран мира. ЛИТЕРАТУРА Глобальная экологическая проблема. / Под ред. Г.И. Морозова и Р.А. Новикова. - М., 1988. Лебедева А.Н., Лаврик О.Л. Природоохранное законодательство раз витых стран. Часть 2. Новосибирск, 1992. Робинсон Н.А. Правовое регулирование природопользования и охра ны окружающей среды в США. - М., 1990. Соколов В.И. Природопользование в США и Канаде: экономические аспекты. - М., 1990. ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ Затраты природоохранные - общественно-необходимые расходы на поддержание качества среды жизни, функционирование хозяйственных отраслей и общее поддержание природно-ресурсного потенциала, включая сохранение экологического равновесия на всех уровнях - от локального до глобального. Нагрузка на природу (окружающую природную среду) - соотноше ние силы антропогенных воздействий и степени восстановительных способностей природы. Оптимум экологический - 1) условия, в которых вид имеет наиболь шую жизнеспособность; 2) условия, в которых данное сообщество име ет преимущества перед другими; 3) динамически балансовое сочетание средообразуюших компонентов. Оптимум экономический - предельная мера экономического эффекта от принимаемого хозяйственного решения (максимум прибыли, мини мум трудовых затрат и т.п.). Оценка эколого-экономическая - "трехмерный" подход к событиям, явлениям, ресурсам и объектам, исходящий из признания равной важ ности экологической, социальной и экономической составляющих. Ущерб - фактические или возможные экономические и социальные потери, возникающие в результате каких-то событий или явлений, в том числе изменений природной среды, ее загрязнения. Ущерб (нанесение ущерба) окружающей человека среде - экологосоциально-экономически значимое ее искусственное изменение. Ниж ним социальным пределом ущерба окружающей человека среде служит дискомфорт хотя бы одного человека, препятствующий его нормальной деятельности или нарушающий его покой. 146 Раздел III. ПРИКЛАДНАЯ ЭКОЛОГИЯ Тем а 13. Проблемы обеспечения экологической ш I безопасности Производственная, бытовая деятельность людей, сфера воен ных действий и экологическая безопасность. Переход от примата производства к примату безопасности. Ретроспективный анализ основных экологических проблем для экосистемы "человечество - среда обитания". Глобальное за грязнение окружающей среды, демографический взрыв, истоще ние природных ресурсов. Разрушение слоя стратосферного озона. Тепловой баланс Земли и "парниковый" эффект. Нарушение принципа Ле Шателье для биоты суши. Экспоненциальный рост негативных экологических изменений в глобальной экосистеме. Антропогенная нагрузка на среду обитания, несущая способ ность среды, границы предельно допустимого взаимодействия природы и общества. Пути решения глобальных экологических проблем. Инженерно-экологический аспект системной проблемы обеспечения экологической безопасности. Инженерная экология - комплексная научно-техническая дис циплина. Объект и предмет исследований. Основные задачи. Ме сто инженерной экологии в системе экологического знания. Ин женерно-экологическое образование, его роль в подготовке лиц, принимающих решения в области управления. 147 1,, ЛИТЕРАТУРА , , . Марчук Г.И., Кондратьев К.Я. Приоритеты глобальной экологии. М.: Наука, 1992. Мазур ИМ., Молдаванов О.И. Введение в инженерную экологию. М.: Наука, 1989. Муравых А.И. Обеспечение экологической безопасности со стратеги ей ноосферы //Материалы научной сессии "Вернадский - экология ноосфера"./Росс. акад. управления. - М.: Луч, 1994. Муравых А.И. Концепция общетехнической учебной дисциплины "инженерная экология". //Всероссийская научно-методическая конфе ренция "Поиск-92". Проблемы экологии России. / Под ред. В.И. Данилова-Данильяна, В.М. Котлякова. - М.: Фед. эколог, фонд, 1993. Урсул А.Д. и др. Введение в социальную экологию: учебное пособие. Ч. 1.-м.: Луч, 1993. Урсул А.Д. Экологическая безопасность и устойчивое развитие циви лизации. // Безопасность. Информационный сборник Фонда националь ной и международной безопасности. 1993. №11-12. Тема гических 14. Системный подход к решению проблем. инженерно-эколо Экосистемы, образованные в результате производственных процессов различных уровней. Аксиома о потенциальной опас ности производственных процессов и технических систем. Антропогенные производственные факторы (АИФ), вызы вающие негативные изменения здоровья человека и антропоген ные изменения окружающей среды. Определение, источники, ха рактеристики и классификации АПФ (факторы загрязнения ок ружающей среды, вредные, опасные и особо опасные факторы). Допустимое воздействие АПФ на организм человека и окружаю щую среду. Принципы определения предельно допустимых уров ней интенсивности АПФ. Определение экопроблемы, установление цели и границы эко системы, качественная и количественная оценка ее параметров, вопросы оптимизации системы, взаимодействие с экосистемами других уровней. Иерархическая структура глобальной экосисте мы, включающей национальный, региональный и локальный уровни. 148 Методологические ческих проблем. аспекты решения инженерно-экологи ЛИТЕРАТУРА 1 Гиг Д. Прикладная общая теория систем. - М.: Мир, 1981. Мазур И.И., Молдаванов О.И. Введение в инженерную экологию. М.: Наука, 1989. Медведев В. Т., Муравых А.И. Системный подход к решению пробле мы экологической безопасности промышленного предприятия //Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. 1991. Вьш 8. Урманиев Ю.А. Обшая теория систем и учения о биосфере //Современные проблемы изучения и сохранения биосферы. - Л.: Гидрометеоиздат, 1992. Т. I. Урсул А.Д. Путь в ноосферу. Концепция выживания и устойчивого развития. - М.: Луч, 1993. Т е м а 15. Проблемы защиты окружающей мыитенных загрязнений среды от про- Экосистема "производственный объект окружающая среда". Пример тепловой электрической станции. Классификация факто ров загрязнения окружающей среды (материальные: выбросы в атмосферу, сточные воды, твердые отходы; энергетические: теп ловые выбросы, электромагнитные поля, шум и т.д.). Нормативы качества окружающей среды: гигиенические и экологические. Источники загрязнения атмосферы. Вредное воздействие про мышленных выбросов. Нормы на загрязнение атмосферы. Рас пространение газопылевых выбросов, трансграничный перенос примесей. Эффективное рассеяние примесей в атмосфере. Уста новление предельно допустимого выброса. Совершенствование технологических процессов. Санитарная газоочистка. Ретроспек тивный анализ основных методов и средств очистки газопылевых выбросов. Контроль состояния воздушного бассейна. Источники загрязнения поверхностных и подземных вод. Нормирование качества воды в водоемах. Оборотное водоснаб жение промышленных предприятий. Сточные воды и методы их очистки. Замкнутые водооборотные системы. Источники, классификация и утилизация твердьж отходов. Про блемы мусоросжигания и захоронения радиоактивных отходов. 149 Внедрение безотходных и малоотходных технологий. Переход на замкнутые производственные циклы. Использование вторич ных ресурсов. ЛИТЕРАТУРА Архипов Л.И., Удыма П.Г. Энергосберегающая технология защиты окружающей» среды. - М.: Моск. энерг. институт, 1988. Бретшнайдер Б., Курфюрст И. Охрана воздушного бассейна от за грязнения /Пер. с англ.. - Л.: Химия, 1989. Охрана окружающей среды. /Под ред. СВ. Белова. - М.: Высщая школа, 1991. Родионов А.Н. и др. Техника защиты окружающей среды. - М. Хи мия, 1989. Штраус В - Мэйндорринг С. Контроль загрязнения воздушного бас сейна. / Пер. с англ. - М.: Стройиздат, 1989. Муравых А.И. Метод криогенного концентрирования газообразных вредных веществ //Всероссийская научно-метдическая конференция "Поиск-92". Проблемы экологии России. / Под ред. В.И., ДаниловаДанильяна, В.М. Котлякова. - М.: Фед. эколог, фонд, 1993. Тема 16. Вопросы защиты производственной среды. Экосистема "человек - производственная среда". Вредные и опасные производственные факторы. Проблемы воздуха рабочей зоны. Микроклимат производст венных помещений. Нормы производственного климата. Опти мальные и допустимые значения температуры, относительной влажности, подвижности воздуха. Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны и их нормирование. Обеспечение опти мальных условий воздушной среды производственных помеще ний. Оздоровление воздушной среды закрытых помещений и элек трический режим воздуха (ионизация). Физические и физиологи ческие аспекты аэроионификации. Установки, нормализующие электрическое качество воздушной среды. Значение искусствен ной аэроионификации для оздоровления воздушной среды поме щений производственного и бытового назначения. Перспективы внедрения искусственной аэроионизации. 150 ЛИТЕРАТУРА Безопасность производственных процессов. Справочник. /Под ред. СВ. Белова. - М.: Машиностроение, 1985. Гигиеническое нормирование факторов производственной среды. /Под ред. Н.Ф. Измерова. - М.: Медицина, 1986. Голованов Л.В. Электрический режим воздушной среды закрытых помещений любого назначения. /Материалы 3-ей межд. научно-практ. конф. "Деловые люди и хоз. освоение космоса". - М.: Земляне, 1992. Чижевский А.Л. Аэроионификация в народном хозяйстве. - М., 1960. Тема 17. Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуа циях в техносфере. Особо опасные факторы, приводящие к аварии. Пожар, взрыв, токсичный выброс. Процесс горения. Основные показатели пожаро- и взрывоопасности веществ. Условия предотвращения пожаров и взрывов на производстве и способы их обеспечения. Примеры крупных аварий в техносфере. Структура техносферы: технологии энергонасыщенных объек тов, концентрирование промышленных объектов и их размеще ние, тенденции развития современной техносферы. Прогнозирование чрезвычайных ситуаций в техносфере. При чины возникновения аварий (отказы оборудования, отклонения от технологического регламента, ошибки производственного персонала, внешние причины). Понятие и величина риска. Природа опасностей и риска. До пустимый риск. Методы оценки аварийной опасности промыш ленного объекта. Предварительный анализ факторов опасности, анализ "дерева" аварий, анализ последствий аварий, метод анало гий. Пример построения «дерева» аварий с конечным событием "пожар (взрыв)". Реагирование на чрезвычайные ситуации в техносфере. Сис тема действий при промышленных авариях на местном уровне АПЕЛЛ. (Программа ООН по окружающей среде). Основные це ли, структура и функционирование системы АПЕЛЛ. 151 ЛИТЕРАТУРА Каралюнец А.В., Муравых В.И., Павлова Г.И. Вопросы безопасности при работе на стационарных криогенных установках. - М.: Моск. энерг. ин-т, 1989. Контроль факторов особой опасности. Справочник по практической деятельности. Канцелярия Международной организации труда (МОТ). Женева, 1988. Легасов В.А., Чайванов Б.Б., Черноплеков А.Н. Научные проблемы безопасности техносферы. // Безопасность труда в промышленности. 1988. № 1 . С. 44-51. Маршач В. Основные опасности химических производств. - М.: Мир, 1989. Черноплеков А.Н., Елохин А.Н. Система АПЕЛЛ - методология под готовки к чрезвычайным ситуациям технологического характера. //Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. 1991. Вып. 5. Хенли Э., Куманото X. Надежность технических систем и оценка риска.-М.: Мир, 1984. Тем а 18. Управление процессом обеспечения безопасности. экологической Проблема управления в организованных системах. Основной цикл управления (кибернетическая модель). Эталонное экологобезопасное состояние экосистемы. Траектория целевых состоя ний. Циклический процесс управления экобезопасностью на всех уровнях иерархической структуры глобальной экосистемы. Про цесс принятия решений. Информационно-системное обеспечение управляющего воздействия. Система управления экологической безопасностью: структура и функционирование. Управление процессом обеспечения экологической безопасно сти промышленных предприятий. Российский и зарубежный опыт. Особая роль административного управления на Западе по во просам безопасности жизнедеятельности. I Медведев В. Т., Муравых А.И. Системный подход к решению пробле мы экологической безопасности промышленного предприятия. //Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. 1991. Вып. 8. Муравых А.И. Системные аспекты управления экологической безо пасностью. // Метроном. 1994. № 1. • Охрана окружающей природной среды: Постатейный комментарий к Закону России. - М.: Республика, 1993. Урсул А.Д. и др. Введение в социальную экологию: Учебное пособие. Ч . Т - М . : Луч, 1993. ^ Экологические системы. Адаптивная оценка и управление. /Под ред. К.С.Холипга.-М.: Мир, 1981. , . Тем а 19. Экологические проблемы энергетики. Традиционные природные топливно-энергетические ресурсы (ТЭР). Основные факторы воздействия объектов энергетики на элементы биосферы. Стадии добычи и транспортировки ТЭР (уголь, нефть, газ), производство преобразованных видов энер гии. Нестационарные энергетические установки. Автомобиль ный, воздушный, морской и железнодорожный виды транспорта. Истощение невозобновляемых топливно-энергетических ресур сов и возрастание затрат, связанных с охраной окружающей сре ды. Проблема использования атомной энергии. Перспективы освоения нетрадиционных возобновляемых ис точников энергии. Солнечная энергия, энергия ветра, океана, гео термальная энергия. Использование биотоплива, получение тепла и электрической энергии при сжигании отходов. Водородная энергетика. Энерго- и ресурсосбережение. Рациональное использование энергии. Энергоемкость и энергетическая цепочка. Пассивная и активная экономия энергии. Экономия энергии за счет внедрения новых систем. Энер10сбереже11ие в 1011.1ив11О-эпср1С!Ическом комплексе и на транспоргс. ЛИТЕРАТУРА • ЛИТЕРАТУРА Краснова И.О. Экологическое право и управление в США. - М.: Бай кальская академия, 1992. 152 Бертокс П., Рауд К. Стратегия зашиты окружающей среды от за грязнений. - М.: Мир, 1980. Коше.пев А.А. и др. Экологические проблемы энергетики. - Новоси бирск: Наука. Сиб. отд., 1989. 153 Промышленная теплоэнергетика и теплотехника: Справочник /Под ред. В.А. Григорьева, В.М. Зорина. - М.: Энергоатомиздат, 1991. Скапкин Ф.В., Канаев А.А., Копп И.З. Энергетика и окружающая среда. - Л.: Энергоиздат, 1981. Тема ственных 20. Инженерно-экологическое процессов. обеспечение производ Производственный процесс и соответствующая экосистема. Воздействие производственного процесса на окружающую и производственную среду. Пример объекта энергетики. Нормирование и оценка антропогенного воздействия. Перспективные направления, методы и средства снижения ан тропогенного воздействия при промышленном производстве. Управление процессом обеспечения экологобезопасного функционирования экосистемы и ее подсистем. Отечественный и зарубежный опыт. Условия эффективного управления экобезопасностью. Система инженерно-экологического обеспечения производст венного процесса. ЛИТЕРАТУРА Кошелев А.А. и др. Экологические проблемы энергетики. - Новоси бирск: Наука. Сиб. отд., 1989. Медведев В. Т., Муравых А.И. Системный подход к решению пробле мы экологической безопасности промышленного предприятия. //Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. - 1991. Вып. 8. Мазур И.И., Молдаванов О.И. Введение в инженерную экологию. М.: Наука, 1989. Тем а 21. Управление охраной окруокающей среды и приро допользованием на региональном и муниципальном уровнях Вопросы управления природоохранной деятельностью в со временном российском законодательстве. История формирования природоохранной службы в России. Региональные экологические проблемы и их отражение в управлении природопользованием. Организация управления при- 154 родопользованием и охраной окружающей среды в крупных го родах. . Проблемы управления природопользованием в регионах с критической экологической обстановкой и зонах экологического бедствия. Отраслевые проблемы обеспечения экологической безопасно сти и управления охраной окружающей среды. ЛИТЕРАТУРА Закон Российской Федерации "Об охране окружающей природной среды".-М., 1992. Государственный (национальный) доклад о состоянии и использова нии земель Российской Федерации. - М., 1993. Каплан Е.Л., Литовка О.П., Новиков Э.А. Социально-экономические аспекты рационального природопользования в регионе. - Л., 1989. Лемешев М.Я. Пока не поздно. - М., 1991. О состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 1992 году. Государственный доклад. - М., 1993. Пермяков Р.С. Региональные экологические проблемы. - М., 1991. Тихомиров Н.П. Социально-экономические проблемы защиты при роды. - М., 1992. . ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ Виды очистки - адсорбционная, абсорбционная, биологическая. Виды шума - бьгговой, импульсивный, информационный, прерывистый, производственный, промышленный, транспортный и т.д. Выброс предельно допустимый - выброс вредных веществ в атмо сферу, устанавливаемый для каждого источника загрязнения атмосферы при условии, что предельная концентрация этих веществ не превысит предельно допустимую концентрацию (ПДК). Выброс приведенный - суммарная величина выбросов всех загрязне ний в окружающую среду в данной точке за единицу времени. Инженерия экологическая - целенаправленные хозяйственные меро приятия, основанные на экономических подходах, например, контурная система земледелия, поддержание экологического равновесия с помо щью системы природных охраняемых территорий и т.п. И.э. - раздел прикладной экологии. Концентрация предельно допустимая - норматив-количество вредно го вещества в окружающей среде, при постоянном контакте или при воз155 действии за определенный промежуток времени, практически не влияю щее на здоровье человека и не вызывающее неблагоприятных последст вий у его потомства. Устанавливается в законодательном порядке или ре комендуется компетентными учреждениями. Отходы - непригодные для производства данной продукции виды сырья, его неупотребимые остатки или возникающие в ходе технологи ческих процессов вещества (твердые, жидкие и -газообразные) и энер гия, не подвергающиеся утилизации в рассматриваемом производстве. Отходы неиспользуемые - вторичные материальные ресурсы, для ко торых в настоящее время отсутствуют технологические или экономиче ские условия утилизации. Очистка - устранение посторонних и нежелательных веществ с по верхности или из объема какого-то объекта (атмосферы, воды, сырья и т.п.). ; ПДВ - предельно допустимый выброс. ПДД - предельно допустимая доза. ; ТВД/^ - предельно допустимая концентрация. Шум - беспорядочные колебания различной, физической природы, отличающиеся сложностью временной и снектралвной структурой. Комплекс звуков, вызывающий неприятное ощущение или разрушаю щий орган слуха, практически - любые звуки, выходящие за рамки зву кового комфорта. . ; _ Шумазащита - мероприятие по снижению щума. Энергия - общая количественная характеристика (мера) движения материи. Энергия "чистая" - любой вид энергии, получение и использование которой не приводит к химическому и радиоактивному загрязнению среды жизни. 156 ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ПОДГОТОВКИ ЛИЦ, ЗАВЕРШИВШИХ ИЗУЧЕНИЕ ДАННОГО КУРСА • Студент должен иметь представление: . • о времени и естествознании; • об основных химических системах и процессах• о взаимосвязи между свойствами химической системы, природы веществ и их реакционной Способностью; • об особенностях биологическрй формы организации мате рии, принципах воспроизводства и развития живых систем; • о биосфере и направлении ее эволюции; • о целостности и гомеостазе живых систем; • о взаимодействии организма и среды, сообществе организ мов, экосистемах; • об экологических принципах охраны природы и рациональ ном природопользовании, перспективах создания неразрушающих природу технологий; • о новейших открытиях естествознания, перспективах их использования для построения технических устройств; • о физическом, химическом и биологическом моделирова нии; • о последствиях своей профессиональной деятельности с точки зрения единства биосферы и биосоциальной природы че ловека; знать и уметь использовать: • фундаментальные понятия, законы и модели классической экологии; • методы теоретического и экспериментального исследова ния в экологии; м уметь оценивать численные порядки величин, характерных для различных разделов естествознания. 157 ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие Часть 1. Экология как наука и область человеческой дея тельности Введение Раздел 1. Основные понятия науки «Экология» 1.1. Экологические факторы 1.2. Экосистема, ее функции и структура 1.3. Основные законы «организм - среда обитания» 1.4. Биосфера Раздел 2. Некоторые вопросы прикладной экологии 2.1. Основные загрязнения атмосферы и её защита 2.2. Солнечная энергия 2.3. Экологическая безопасность строительных материалов.. Раздел 3. Аспекты эколого-экономического регулирования управлением качества окружающей среды 3.1. Экологический менеджмент, его инфраструктура. Стан дарты ИСО 14000 3.2. Современное состояние экоуправления в России 3.3. Экологические риски как оценка экологической безо пасности окружающей среды. Экологическое страхование Контрольные тесты Часть 2. Экологический практикум Раздел 1. Организация экосистем. Основные понятия экологии Практическая работа 1.1. Трофические уровни, цепи и зави симости в них Практическая работа 1.2. Миграции в экологических системах. Раздел 2. Некоторые вопросы прикладной экологии 2.1. Защита атмосферы Практическая работа 2.1.1. Расчет загрязнения атмосферы выбросами одиночного источника (котельной) Практическая работа 2.1.2. Определение максимальных кон центраций вредных выбросов в приземном слое атмосферы от одиночного источника (котельной) Практическая работа 2.1.3. Расчет загрязнения атмосферного воздуха автотранспортом при проектировании вновь строя щихся подземных и надземных автостоянок и определение приземных концентраций вредных выбросов 158 3 3 3 8 8 13 16 18 24 24 29 31 52 52 58 67 74 82 82 82 85 86 86 86 91 96 2.2. Солнечная энергия Практическая работа 2.2.1. Расчет средней плотности сол нечного излучения на поверхность Земли Практическая работа 2.2.2. Расчет показателей коллектора солнечной энергии (КСЭ) 2.3. Экологическая безопасность строительных материалов ... Практическая работа 2.3. Экологическая безопасность строи тельных материалов Раздел 3. Эколого-экономический механизм управлением каче ства окружающей среды Практическая работа 3.1. Расчет платы за загрязнение ОС Практическая работа 3.2. Расчет предотвращённого экологоэкономического ущерба за загрязнение ОС Библиографический список Рекомендуемые темы рефератов по курсу «Экология» Приложение 1. Примеры расчета концентрации вредных ве ществ в атмосферном воздухе в районе источников их выброса при неблагоприятных ме'1еорологических условиях Приложение 2. Развернутая программа дисцип.тмы «Эколо гия» для обучающихся в высшей строительной школе по на правлению «С'фоительство» 102 102 106 110 110 118 118 121 130 132 133 136 'ЗКОЛОГИЯ Учебное пособие Под редакцией кандидата технических наук профессора Е.В.Шубиной Редактор О.А.Гладкова Лицензия № ЛР № 020675 от 09.12.97 г. Подписано в печать 27.09.2008 г. Формат 60x84 1/16 Печ. офс. И-120 Объём Юп.л. Тираж 1500 Заказ 431 Московский государственньш строительный университет Типография МГСУ. 129337, Москва, Ярославское ш.. 26

5. Шубина

Похожие документы

Разделы

Поддержка

5. Шубина

Похожие документы

Добавить этот документ в коллекции

Добавить этот документ в сохраненные

Предложите, как улучшить StudyLib