Экология предприятия

Экология.

       Экология – наука о взаимоотношениях организмов и среды их обитания. Основной традиционной частью экологии как биологической науки является общая экология, которая изучает общие закономерности взаимоотношений живых организмов и среды (включая человека). В составе общей экологии выделяют основные разделы:

 – аутэкология, исследует связи отдельного организма (вида, особи) с окружающей его средой;

 – популяционная экология (демэкология), в задачу которой входит изучение структуры и динамики  популяций отдельных видов. Популяционную экологию рассматривают и как специальный раздел аутэкологии;

 – синэкология (биоценология) изучает взаимоотношение популяций, сообществ и экосистем со средой.

Географическая  экология (геоэкология) – раздел экологии, изучающий экологические закономерности географических процессов в экосистемах высоких уровней иерархии (суши, морских и пресных вод, высокогорий и др.); сюда же относится и геохимическая экология.

Задача – изучать закономерности адаптации организмов и их сообществ к окружающей среде, саморегуляцию, устойчивость систем и биосферы. Общую экологию называют биоэкологией.

На стыке экологии с другими отраслями знаний продолжается развитие новых направлений: социальная, инженерная, математическая, сельскохозяйственная, космическая, геоэкология.

Промышленная (инженерная) экология изучает воздействие промышленности, транспорта, энергетики, сельскохозяйственной сферы производства (техносферы) на природу, исследует возможности формирования и закономерности функционирования упрощенных биоценозов, применяемых в технологических процессах.

Социальная экология тесно взаимодействует с экологией  человека, при этом рассматриваются  взаимоотношения в системе «общество  – природа». Широкая трактовка обозначает соотношение общества с географической, социальной и культурной средами. 

Социальная экология – сплав социологии, социальной психологии, экологии человека, включает как социально-психологические и  этологические отношения людей между собой, так и отношение людей к природе, т.е. является эколого-социально-экономической отраслью знаний, где все социальные, экономические и природные условия рассматриваются как одинаково важные составные сферы жизни человека. Экологический подход при изучении взаимодействия человеческого общества и природы – основополагающий.

Биосфера.

Биосфера – оболочка Земли, структура и свойства которой в той или иной степени определяются настоящей или прошлой деятельностью живых организмов.

Следует отметить, что  предсказать свойства каждого следующего свойства на основе свойств предыдущих уровней невозможно, также как нельзя предсказать свойства воды, исходя из свойств кислорода и водорода. Такое явление носит название эмерджентность, т.е наличие у системы особых, качественно новых свойств, не присущих сумме свойств ее отдельных компонентов.

Биотические структуры.

Популяции входят в состав сообществ, где они сочетаются с представителями других видов. Многовидовые сообщества организмов в природе – биоценозы образованы так, что обеспечивают круговорот веществ и потоки энергии. Этим достигается устойчивость экосистем.

Каждая экосистема имеет  собственное материально-энергетическое обеспечение и структуру, основанную на пищевых (трофических) взаимоотношениях. Структура составлена несколькими группами организмов, каждая из которых выполняет определенную работу в круговороте веществ. Организмы одного звена образуют трофический уровень, а трофические связи между ними образуют цепи питания. В экосистему входят организмы, различаемые по способу питания – автотрофы и гетеротрофы.

Автотрофы – организмы, образующие органическое вещество своего тела из неорганических веществ (углекислого газа, воды, биогенных элементов) в процессах фотосинтеза и хемосинтеза. Автотрофное питание имеют фототрофы и хемотрофы.

Фототрофы превращают солнечную энергию в химическую, заключенную в органических молекулах, из которых построены их ткани. Они составляют основную массу биоты и образуют ее органическое вещество, т.е. являются первичными производителями продукции – продуценты экосистем. Фотосинтез осуществляют зеленые растения и микроорганизмы (эвглена зеленая).

Хемотрофы для синтеза органических веществ используют энергию химических реакций. Хемосинтез наблюдается у некоторых почвенных и водных бактерий, которые используют в качестве источника энергии ферментативное окисление соединений серы, водорода, железа (сероводородные бактерии, железобактерии). Роль хемотрофов в наземных экосистемах сравнительно невелика.

Т.о. синтезированная  автотрофами биомасса органического  вещества – первичная продукция, а скорость ее образования – биологическая продуктивность экосистемы. Автотрофы образуют первый трофический уровень экосистемы.

Гетеротрофы – организмы, потребляющие готовое органическое вещество других организмов и продуктов их жизнедеятельности. Это животные, грибы, большая часть бактерий. Гетеротрофы выступают как потребители и деструкторы мертвых тел и паразиты, использующие органическое вещество живых организмов.

Сапрофиты используют для питания органическое вещество мертвых тел; к ним относятся: черви (дождевые), насекомые (осы), микроорганизмы (гнилостные бактерии).

Организмы, которые питаются живым органическим веществом хозяина, – паразиты; к ним относятся также черви (гельминты), кровососущие насекомые, патогенные микроорганизмы (стрептококк, холерный вибрион, амеба дизентерийная).

Существует два главных  типа пищевых цепей – пастбищные и детритные. В пастбищных пищевых цепях первый трофический уровень занимают продуценты (автотрофы). Они служат пищей (источником вещества и энергии) для консументов.

Консументы – потребители органического вещества организмов; все консументы относятся к гетеротрофам. Консументы I порядка – растительноядные животные (фитофаги), питающиеся растениями. На суше типичными травоядными являются многие насекомые, рептилии, птицы, млекопитающиеся. В водных экосистемах растительноядными являются моллюски, мелкие ракообразные.

Консументы второго  порядка – плотоядные животные (зоофаги). Консументы третьего порядка поедают консументов второго порядка. Консументы второго и третьего порядка могут быть хищниками, могут питаться падалью или быть паразитами. Существуют животные со смешанным типом питания. Консументы занимают второй, третий и следующие трофические уровни в экосистеме.

Особенную группу консументов составляют паразиты и симбиотрофы; в отличие от паразитов, вызывающих заболевания, а иногда и гибель хозяина, симбиотрофы выполняют жизненно важные функции для хозяина. Это мицелиальные грибы-микоризы, участвующие в корневом питании растений, клубеньковые бактерии бобовых, связывающие молекулярный азот воздуха, микробиальное население кишечников и желудков жвачных животных, повышающее перевариваемость и усвоение поедаемой растительной пищи.

Еще одну группу консументов  образуют детритофаги (сапрофаги) – животные, питающиеся мертвым органическим веществом – остатками и продуктами жизнедеятельности растений и животных (черви, членистоногие, клещи, личинки насекомых, жуки-копрофаги) и другие животные, выполняющие функцию очищения экосистем. Детритофаги участвуют в образовании почвы, торфа, донных отложений водоемов.

Тела погибших растений и животных содержат энергию в  органическом веществе. Редуценты – бактерии и низшие грибы – завершают деструктивную работу консументов и сапрофагов, доводя разложение органики до ее полной минерализации и возвращая в экосистему молекулярный азот, минеральные элементы и последние порции двуокиси углерода.

Детритная пищевая цепь начинается с отмерших органических остатков и идет далее к организмам, ими питающимися; например: мертвое животное – личинки мух – травяная лягушка.

Все группы организмов в  любой экосистеме тесно взаимодействуют  между собой в потоках вещества и энергии. Если исчезает одна группа организмов, то по закону цепных реакций может сильно измениться или разрушиться экосистема. Но, бывает, после исчезновения на его месте оказываются другие организмы, выполняющие сходную функцию в экосистеме.  Это правило замещения, дублирования. Роль дублеров выполняют менее специализированные, экологически более гибкие, адаптивные. Так, копытных в степи заменяют грызуны, на озерах аистов и цапель – кулики. В соответствии со П правилом термодинамики, на каждом этапе трансформации энергии значительная ее часть рассеивается в виде теплоты.

Защита окружающей человека природной среды от шума

Рассмотрены некоторые  мероприятия для борьбы с шумом  и даны определенные рекомендации.

Нарушение взаимоотношения  общества и природы – общая  беда и общая боль. Восстанавливать  эти отношения не просто. Будем  надеяться – наука способна дать добрые идеи и найти приемлемые пути решения сложных природовосстановительных проблем

Шум стал одним из основных загрязнителей окружающей среды. Медики считают шум общебиологическим  раздражителем, так как все органы человеческого организма затрагиваются шумом. Шум вызывает ощущение страха, дискомфорта, раздражительность, что в свою очередь влияет на взаимоотношения людей.

Большие задачи стоят  перед Министерствами здравоохранения  РФ и природных ресурсов, которые  должны усилить надзор за осуществлением мероприятия по снижению уровня шума на предприятиях, в городах и населенных пунктах, а также перед органами, обязанными обеспечить надлежащий контроль за техническим состоянием автотранспортных средств, чтобы создаваемый ими шум не превышал установленные уровни. Целесообразно ряд улиц закрыть для движения автотранспорта, а в дальнейшем запретить возведение жилых зданий вдоль крупных автомобильных магистралей, проектировать их в менее населенных местах.

Исключительной способностью задерживать и поглощать значительную часть звуковой энергии, особенно звуки высокой частоты, обладают растения, которые представляют собой в этом отношении своеобразные фильтры и экраны. Их листовая поверхность, отражая и поглощая звуковую энергию вследствие высокого акустического сопротивления, переводит ее в тепловую. Густая живая изгородь способна уменьшить шум, производимый машинами, в 10 раз. Древесные породы, особенно лиственные, в данном случае более эффективны, чем кирпичная или бетонная стена. Этому способствуют различная ориентация листовых пластинок, эластичность и колебания листьев.

Наиболее звукопоглощающим эффектом характеризуются древесные, породы, имеющие большую площадь  и густоту листьев. Хвойные породы отличаются более низкой звукопоглощающей способностью, но их влияние проявляется в течение всего года. Установлено, что клен поглощает звук в два раза интенсивнее, чем ель. Тополь и липа имеют более низкий коэффициент звукопоглощения, но он выше, чем у ели. Наилучшей звукопоглощающей способностью обладают насаждения, в составе которых находятся как деревья, так и кустарники в виде живой изгороди.

Древесные культуры способны изолировать шум. Доказано, что наивысшей  звукоизолирующей способностью обладают зеленые перегородки из клёна (снижают  уровень шума до 15 дБ), далее располагаются тополь (до 11 дБ), липа (до 9 дБ), ель (до 5 дБ). В целом в городских условиях, где распространению и усилению шума способствуют здания и асфальтовое покрытие дорог и тротуаров, зеленые насаждения при их правильной планировке и размещению способны снизить уровень шума до 15 наиболее оптимальная ширина противошумной зеленой полосы 20 – 25 м.

Актуально создание шумозащитных экранов в виде земляных кавальеров, прозрачно экранирующих барьеров шумозащитных перегородок в виде зданий общественного  и бытового обслуживания, создающих акустическую тень внутри микрорайона, возведение зданий торцом к магистрали.

Спальные комнаты в  квартирах целесообразно размещать  с противоположной стороны от автомобильных и железнодорожных  магистралей, других источников шума.

В крупных городах  составляют шумовые карты, чтобы  иметь представление об уровне шума на наиболее интенсивных магистралях, перекрестках и вести планомерную  борьбу по его снижению. Во многих городах  в главных наиболее многолюдных  магистралях уровень шума от транспорта близок к предельно допустимому. Проблема шума вскоре встанет со всей остротой и в сельской местности. Поэтому уже сейчас в проектных учреждениях при застройке новых жилых массивов необходимо предусматривать мероприятия по созданию здоровой акустической среды для будущих жителей городов и сел. На ряде улиц транспорт следует перевести на «зеленую волну», что уменьшит также загазованность.

Для выполнения названных  мероприятий имеются все социальные условия, многие города и населенные пункты пока строятся, формируются или расширяются за счет микрорайонов и урбанизация их находятся еще в начальной стадии.

Необходимо создать  здоровую акустическую среду. Шум –  не меньший враг для здоровья человека, чем загазованный воздух, загрязненные вода и почва.

Основные принципы инженерной экологии

Инженерная экология изучает законы формирования техносферы и способы инженерной защиты природной среды. Экологический менеджмент изучает управление взаимодействием общества и природы на основе использования экономических, административных, социальных, технологических и информационных факторов с целью достижения планируемого качества окружающей среды. 

Инженерная экология как наука о всеобщих законах формирования при-родно-технических геосистем и методах обеспечения их экологической безопасности опирается на информационный базис, определяющий объективность выводов этой науки. 

Инженерная экология как наука о всеобщих законах формирования при-родно-технйческих геосистем и методах обеспечения их экологической безопасности опирается на информационный базис, определяющий объективность выводов этой науки. 

Инженерная экология изучает взаимодействие общества с природной средой в процессе общественного производства. 

В инженерной экологии необходимо отдать предпочтение действию по сохранению окружающей среды в необходимом качестве, а не проповедям. 

Московский университет инженерной экологии учрежден 8 апреля 1992 г. и по своему юридическому статусу является Акционерным обществом открытого типа. 

Понятийный аппарат инженерной экологии формируется на стыке многих областей знаний. Здесь рассматриваются только основополагающие понятия инженерной экологии, имеющие принципиальное значение для формирования прикладной теории экологического обеспечения промышленного производства. Центральным является понятие ( ( экологическая система, которое относится к классу сложных систем. 

Концептуальный аспект инженерной экологии связан с необходимостью формирования научно-методического базиса, отвечающего интегральным критериям экологической безопасности в региональном, континентальном и планетарном смысле. В настоящее время рассматривается также энвайрон-менталистский аспект экологической проблемы, обусловленный закономерным техногенным воздействием на окружающую среду. В рамках обоих основополагающих аспектов проблемы формируются методологические принципы инженерной экологии как самостоятельной научно-технической дисциплины. 

Понятийный аппарат инженерной экологии формируется на стыке многих областей знаний. Здесь рассматриваются только основополагающие понятия инженерной экологии, имеющие принципиальное значение для формирования прикладной теории экологического обеспечения промышленного производства. Центральным является понятие экологическая система, которое относится к классу сложных систем. [

Концептуальный аспект инженерной экологии связан с необходимостью формирования научно-методического базиса, отвечающего интегральным критериям экологической безопасности в региональном, континентальном и планетарном смысле. В настоящее время рассматривается также энвайрон-менталистский аспект экологической проблемы, обусловленный закономерным техногенным воздействием на окружающую среду. 

Объектом исследования инженерной экологии является взаимодействие промышленного предприятия с окружающей природной средой, т.е. процесс общественного производства, определяющий как эффективность производства, так и состояние окружающей среды. Инженерная экология должна развиваться в связи с целым рядом научных дисциплин, изучающих социальные, экономические, географические, экологические и другие аспекты этого взаимодействия. Отличается инженерная экология от этих направлений предметом исследования, в качестве которого выделяется процесс взаимодействия технологической линии с окружающей природной средой. 

Объектом исследования инженерной экологии является взаимодействие промышленного предприятия с окружающей природной средой, т.е. процесс общественного производства, определяющий как эффективность производства, так и состояние окружающей среды. Инженерная экология должна развиваться в связи с целым рядом научных дисциплин, изучающих социальные, экономические, географические, экологические и другие аспекты этого взаимодействия. Отличается инженерная экология от этих направлений предметом исследования, в качестве которого выделяется процесс взаимодействия технологической линии с окружающей природной средой. Именно технологический процесс конкретного производства определяет структуру и функционирование возникающей системы, т.е. характер взаимодействия общества с природой в конкретном месте, конкретных условиях и в конкретный момент времени. 

Основными объектами  исследований инженерной экологии и являются ППК, структура и функционирование которых определяется характером производства, а также свойствами и состоянием окружающей природной среды. Инженерно-экологические исследования выявляют и изучают взаимосвязи между технологическими и природными процессами, с учетом которых и вырабатываются технические экологические и организационные решения. 

Основными объектами  исследований инженерной экологии и являются ППК, структура и функционирование которых определяется характером производства, а также свойствами и состоянием окружающей природной среды. Инженерно-экологические исследования выявляют и изучают взаимосвязи между технологическими и природными процессами, с учетом которых и вырабатываются технические экологические - и организационные решения. 

Местоположение и функции озонового  слоя.

В воздухе всегда присутствует озон, концентрация которого у земной поверхности составляет в среднем 10^-6%. Озон образуется в верхних слоях атмосферы из атомарного кислорода в результате химической реакции под влиянием солнечной радиации, вызывающей диссоциацию молекул кислорода.

Озоновый «экран»  расположен в стратосфере, на высотах  от7-8 км. на полюсах, 17-18 километров на экваторе и примерно до 50 километров над земной поверхностью. Гуще всего озон в  слое 22 – 24 километров над Землей.

Слой озона  удивительно тонок. Если бы этот газ сосредоточить у поверхности Земли, то он образовал бы пленку лишь в 2-4 мм толщиной (минимум – в районе экватора, максимум – у полюсов). Однако и эта пленка надежно защищает нас, почти полностью поглощая опасные ультрафиолетовые лучи. Без нее жизнь сохранилась бы лишь в глубинах вод  (глубже 10 м) и в тех слоях почвы, куда не проникает солнечная радиация.

Озон поглощает некоторую  часть инфракрасного излучения  Земли. Благодаря этому он задерживает  около 20% излучения Земли, повышая  отепляющее действие атмосферы.

Озон – активный газ  и может неблагоприятно действовать  на человека. Обычно его концентрация в нижней атмосфере незначительна и он не оказывает вредного влияния на человека. Большие количества озона образуются в крупных городах с интенсивным движением автотранспорта в результате фотохимических превращений выхлопных газов автомашин.

Озон, также,  регулирует жесткость космического излучения. Если этот газ хотя бы частично уничтожается, то, естественно жесткость излучения резко возрастает, а, следовательно, происходят реальные изменения растительного и животного мира.

Уже доказано, что отсутствие или малая концентрация озона  может или приводит к раковым  заболеваниям, что самым наихудшим  образом отражается на человечестве и его способностью к  воспроизводству.

Причины ослабления озонового щита.

Озоновый слой защищает жизнь на Земле от вредного ультрафиолетового излучения Солнца. Обнаружено, что в течение многих лет озоновый слой претерпевает небольшое, но постоянное ослабление над некоторыми районами Земного шара, включая густо населенные районы в средних широтах Северного полушария. Над Антарктикой обнаружена обширная "озоновая дыра".

Разрушение  озона происходит из-за воздействия  ультрафиолетовой радиации, космических  лучей, некоторых газов: соединений азота, хлора и брома, фторхлоруглеродов (фреонов). Деятельность человека, приводящая к разрушению озонового слоя, вызывает наибольшую тревогу. Поэтому многие страны подписали международное соглашение, предусматривающее сокращение производства озоно-разрушающих веществ. Однако озоновый слой разрушает также реактивная авиация и некоторые пуски космических ракет.

Предполагается множество  причин ослабления озонового щита.

Во-первых, – это запуски  космических ракет. Сгорающее топливо  «выжигает» в озоновом слое большие дыры. Когда-то предполагалось, что эти «дыры» затягиваются. Оказалось, нет. Они существуют довольно долго.

Во-вторых, самолеты. Особенно, летящие на высотах в 12-15 км. Выбрасываемый  ими пар и другие вещества разрушают  озон. Но, в то же время самолеты, летающие ниже 12 км.  Дают прибавку озона. В городах он – один из составляющих фотохимического смога.

В- третьих – окислы азота. Их выбрасывают те же самолеты, но больше всего их выделяется с  поверхности почвы, особенно при  разложении азотных удобрений.

В – четвертых, это  хлор и его соединения с кислородом. Огромное количество (до 700 тысяч тонн) этого газа поступает в атмосферу, прежде всего от разложения фреонов. Фреоны – это не вступающие у  поверхности Земли ни в какие  химические реакции газы, кипящие при комнатной температуре, а потому  резко увеличивающие свой объем, что делает их хорошими распылителями. Поскольку при их расширении снижается их температура, фреоны широко используют в холодильной промышленности.

Каждый год количество фреонов в земной атмосфере увеличивается на 8-9%.  Они постепенно поднимаются наверх, в стратосферу и под воздействием солнечных лучей становятся активными – вступают в фотохимические реакции выделяя атомарный хлор. Каждая частица хлора способна разрушить сотни и тысячи молекул озона.

               Авиация НАТО разрушает озоновый слой Земли.

Югославская война, авиация  НАТО делала по 400-500 самолето-вылетов  ежедневно. Это гигантская концентрация авиации на сравнительно малой площади. Авиация выбрасывает в атмосферу соединения азота и серы, непрерывно бомбит и обстреливает. Суммарная мощность использованных боеприпасов в несколько раз превысила мощность атомной бомбы, взорванной над Хиросимой. Действия авиации вызвало многочисленные пожары, в том числе пожары нефтеперерабатывающих и химических заводов.

Выбросы авиации, азотосодержащие взрывчатые вещества, пожары создают химические соединения, способные разрушать озоновый слой. Эти соединения способны накапливаться  в атмосфере и воздействовать на озоновый слой в течение длительного времени. Становится вероятной экологическая катастрофа в Европе.

Качественный  анализ данных со спутника Earth Probe/TOMS показывает, что с начала апреля 1999 г. над районом Косово появилось образование, которое условно можно квалифицировать как озоновая "мини-дыра". Сравнение со спутниковыми данными за тот же период 1998 г. показало, что в 1998 г. в этом районе не было признаков озоновой мини-дыры. (1)

Судя по этим данным, озоновая мини-дыра перемещается, в основном, на восток, но и перемещения в других направлениях представляются возможными. По сравнению с 1998г. над районом Косово содержание озона уменьшилось на 8-10%.

                  Озоновый щит против парникового эффекта.

1. Климат

ОКОЛО ста лет назад  шведский ученый Аррениус предположил, что рост сжигания ископаемого топлива вызовет увеличение содержания углекислого газа СО2 в атмосфере. Это усилит парниковый эффект, и произойдет сильное потепление климата. Данный прогноз в той его части, что касается климата, пока работает слабо. Однако научное и практическое обслуживание этой гипотезы развилось практически в самостоятельную отрасль. Во многих странах принимаются меры по ограничению эмиссии СО2. На этом фоне проблема спасения разрушающегося озонового слоя выглядит пасынком. Не странно ли это?

2. Так ли всесилен  парниковый эффект?

Когда в апрельские холода 1997 г. в Москве людей удивляли сводки о жаре на юге Сибири, в  газетах проскочило сообщение, что  это является частью новых завоеваний всемогущего парникового эффекта. Да, да, именно того, созданного людьми явления, которое стало угрожать цивилизации после превращения атмосферы Земли в "свалку" газообразных и аэрозольных отходов.

Экологическим врагом номер  один для цивилизации объявлен излишек углекислого газа. Сжигая ископаемое топливо и сводя леса, люди увеличивают его содержание в атмосфере. И эта прибавка разогревает Землю больше, чем все прочие парниковые газы, такие, как метан, окись азота, фреоны. Такова официальная версия Всемирной метеорологической организации, поддержанная ООН и ее специализированными организациями.

В 1988 г. из-за засухи и жары урожай зерновых в США впервые  в истории оказался ниже уровня потребления. Засушливое лето и снижение урожая отмечались в странах-производителях зерна и в предшествовавший год. Эти события, видимо, добавили уверенности сторонникам идеи антропогенного перегрева Земли. В 1992 г. на Международной конференции ООН по окружающей среде в Рио-де-Жанейро борьба с потеплением климата объявлена одним из трех главнейших приоритетов; в 1994 г. Россия, вслед за многими развитыми странами, ратифицировала рамочную конвенцию об изменении климата, обязывающую снизить выбросы парниковых газов до уровня 1990 г.

Правда, до сих пор нет  никаких подтверждений тому, что  людям под силу изменить климат благоприятным для себя образом. Незапланированная попытка такого рода уже была предпринята во время энергетического кризиса в 1970-е годы. Тогда снижение и последующая стабилизация потребления ископаемого топлива почти не сказались на процессе роста СО2 в воздухе. Кроме того, до сих пор неизвестно, какую часть прироста среднепланетарной температуры за последние 120 лет обеспечила цивилизация, а какую - природные причины. Общий прирост