Оптимизация окружающей среды. 2

Министерство образования  и науки РФ

ГОУ ВПО Ульяновский  Государственный Университет

Экологический факультет

Кафедра общей экологии

Реферат

«Оптимизация окружающей среды»

Выполнила:

студентка 3 курса

специальности Биоэкология

Пучкова Татьяна Павловна

Научный руководитель:

К.б.н.,доцент Громов Л.М.

Ульяновск, 2010 г.

Оглавление

Введение.

Чем значительнее экологические последствия  антропогенной деятельности, тем  раньше их следовало предотвращать - к такому выводу пришли американские и советские ученые в результате совместных исследований, проведенных в конце 70-х годов. Иными словами, человечество все больше нуждается не столько в эффективных способах ликвидации негативных последствий, сколько в надежных механизмах их предупреждения [1].

По всей видимости, мало сделать  качественный научный прогноз возможных  изменений окружающей среды в  результате реализации того или иного  хозяйственного решения. Важно, чтобы  выводы такого прогноза вошли в содержание решения до момента его принятия и осуществления и обеспечивали его экологическую безопасность для общества. Вот почему именно сейчас актуальны вопросы и проблемы, связанные с оптимизацией окружающей среды.

Глава 1 Понятие окружающей среды

Окружающая среда, среда обитания и производственной деятельности человечества. Как правило, под термином "О. с." понимается окружающая природная среда; в таком значении он используется в международных соглашениях, в том числе между странами — членами СЭВ. Нередко в понятие О. с. включают элементы, составляющие искусственную среду (жилые строения, промышленные предприятия и др. инженерные сооружения). Оптимизация окружающей среды - мероприятия по приведению окружающей среды в состояние, наиболее соответствующее потребностям хозяйства, а также жизни людей и др. организмов.

Окружающей  средой человека принято называть весь комплекс предметов и явлений окружающей природной и социальной действительности, с которыми он взаимодействует на протяжении жизни.

По мнению Д. Ж. Марковича [3], понятие среда человека в самом общем виде может быть определено как совокупность естественных и искусственных условий, в которых человек реализует себя как природное и общественное существо. Среда человека состоит из двух взаимосвязанных частей: природной и общественной (рис. 1). Природный компонент среды составляет совокупное пространство, непосредственно или опосредованно доступное человеку. Это прежде всего планета Земля с ее многообразными оболочками. Общественную часть среды человека составляют общество и общественные отношения, благодаря которым человек реализует себя как общественное деятельное существо.

В качестве элементов природной  среды (в узком ее понимании) Д.Ж. Маркович рассматривает атмосферу, гидросферу, литосферу, растения, животных и микроорганизмы.

Атмосферой называют газовую, воздушную оболочку, окружающую земной шар и связанную с ним силой тяжести. Она подразделяется на нижний слой ¾ тропосферу (до высоты 8¾18 км) и вышележащие слои ¾ стратосферу (до 40¾55 км), мезосферу (до 80¾85 км), ионосферу (до 500¾800 км) и экзосферу (800¾2000 км). Наиболее освоенными человеком являются тропосфера и стратосфера (последняя в значительно меньшей степени). Общая масса атмосферы составляет 1,15 × 10¹⁵ т. Ее основные компоненты ¾ азот (78,08%), кислород (20,95%), аргон (0,93%), углекислый газ (0,03%), остальные элементы (водород, озон и др.) находятся в чрезвычайно малых количествах. Кроме газов в атмосфере присутствуют также различные аэрозоли и водяной пар.

Рис. 1. Компоненты среды человека и общества (по Д. Ж. Марковичу)

Гидросфера представляет собой водную оболочку Земли, включающую в себя Мировой океан, воды суши (реки, озера, ледники), а также подземные воды. Подавляющая часть вод гидросферы приходится на Мировой океан (94%), затем следуют подземные воды (4%) и ледники (1,7%). Вода выступает в роли универсального растворителя, так как взаимодействует со всеми веществами, не вступая с ними в химические реакции. В силу этой своей особенности она обеспечивает обмен растворенными в ней веществами между сушей и океаном, живыми организмами и окружающей средой. Вода играла и продолжает играть существенную роль в становлении и сохранении жизни на Земле. Первые организмы появились в водоемах, и лишь значительно позднее началось расселение живых существ по поверхности суши. Обращает на себя внимание также тот факт, что практически все функционирующие живые системы состоят в основном из воды в жидкой фазе: в растениях содержится до 85¾95% воды, в организме человека ¾ 57¾66%.

Литосфера (или земная кора) ¾ это верхняя твердая каменная оболочка Земли, ограниченная сверху атмосферой и гидросферой, а снизу ¾ поверхностью субстрата мантии, устанавливаемой по сейсмическим данным. Она составляет 1,5% от общего объема планеты и 0,8% от ее массы. Общая мощность литосферы ¾ 35¾45 км на материках и 5¾7 км в океанах. Породы, слагающие земную кору, подразделяют на изверженные, метаморфические и осадочные. Изверженные породы образуются в результате застывания расплавленной вулканической лавы. Метаморфические породы возникают вследствие нагрева или сжатия ранее образовавшихся пород. Осадочные породы образуются в результате разрушения более древних пород, а также гибели организмов. Из осадочных пород и продуктов жизнедеятельности разнообразных живых существ складывается почва ¾ один из важнейших природных ресурсов человечества. Почва характеризуется плодородием и обеспечивает производство значительной доли потребляемых людьми пищевых ресурсов.

Растения, животные и микроорганизмы составляют живую природную среду человека.

Растения являются автотрофными (потребляющими органические вещества, полученными путем преобразования из неорганических) живыми организмами, для которых характерны способность к фотосинтезу и наличие плотных клеточных оболочек, состоящих обычно из целлюлозы. Они, как правило, не способны к активному передвижению. Растения являются основными поставщиками кислорода в атмосферу и потребителями углекислого газа. Они также составляют значительную часть пищевого рациона многих видов животных и людей. Царство растений включает более 350 тыс. научно описанных видов.

Животные представляют собой группу гетеротрофных (питающихся готовыми органическими веществами) живых существ, как правило, способных к активному передвижению. Животные участвуют в круговороте органических веществ и газов, активно усваивая кислород атмосферы и выводя в нее в качестве одного из продуктов жизнедеятельности углекислый газ. Животные широко используются человеком как «рабочая сила», а также как поставщики пищевого сырья и готовых продуктов питания. По имеющимся данным, общее число видов животных достигает 15¾20 млн.

Микроорганизмы ¾ это мельчайшие, преимущественно одноклеточные живые существа различной систематической принадлежности (представляющие как растительное, так и животное царства), видимые только в микроскоп. К ним относятся бактерии, микоплазмы, риккетсии, микроскопические грибы, водоросли, простейшие и вирусы. Микроорганизмы играют большую роль в круговороте веществ в природе. Некоторые из них активно используются человеком в пищевой и микробиологической промышленности: виноделии, хлебопечении, производстве лекарственных препаратов, витаминов и др. Значительную долю среди микроорганизмов составляют патогенные формы, вызывающие заболевания растений, животных и человека.

Несколько иной подход к анализу структуры среды  человека предложил Н. Ф. Реймерс. Он выделил в окружающей человека среде  четыре неразрывно взаимосвязанных  компонента-подсистемы: а) природную  среду, б) среду, порожденную агротехникой ¾ так называемую вторую природу, или квазиприроду, в) искусственную среду ¾ «третью природу», или артеприроду, г) социальную среду (рис. 2).

Природный компонент  среды человека составляют факторы  естественного или природно-антропогенного происхождения, прямо или косвенно воздействующие на отдельного человека или человеческие общности (в том числе человечество в целом).

Рис. 2. Компоненты среды человека (по Н. Ф. Реймерсу)

К их числу Н. Ф. Реймерс относит энергетическое состояние среды (тепловое и волновое, включая магнитное и гравитационное поля); химический и динамический характер атмосферы; водный компонент (влажность воздуха, земной поверхности, химический состав вод, их физика, само их наличие и соотношение с населенной сушей); физический, химический и механический характер поверхности земли (включая геоморфологические структуры ¾ равнинность, холмистость, гористость и т.п.); облик и состав биологической части экологических систем (растительности, животного и микробного населения) и их ландшафтных сочетаний (в том числе сочетаний непахотных сельскохозяйственных и лесохозяйственных земель с естественными экосистемами); степень сбалансированности и стационарности компонентов, создающих климатические и пейзажные условия и обеспечивающих определенный ритм природных явлений, в том числе стихийно-разрушительного и иного характера, рассматриваемого как бедствие (землетрясения, наводнения, ураганы, природно-очаговые заболевания и т.п.); плотность населения и взаимовлияние самих людей как биологический фактор; информационная составляющая всех упомянутых процессов и явлений.

Среда «второй  природы» (квазиприроды) ¾ это все элементы природной среды, искусственно преобразованные, модифицированные людьми; они в отличие от собственно природной среды не способны системно самоподдерживать себя (т.е. они разрушаются без постоянного регулирующего воздействия со стороны человека). К ним относятся пахотные и иные преобразованные человеком угодья («культурные ландшафты»); грунтовые дороги; внешнее пространство населенных мест с его природными физико-химическими характеристиками и внутренней структурой (разграничением заборами, различными постройками, изменяющими тепловой и ветровой режимы, зелеными полосами, прудами и т.д.); зеленые насаждения (газоны, бульвары, сады, ландшафтные парки и лесопарки, дающие имитацию природной среды). Н.Ф. Реймерс относит ко «второй природе» также домашних животных, в том числе комнатные и культурные растения.

«Третьей природой» (артеприродой) Реймерс называет весь искусственно созданный, сотворенный человеком мир, не имеющий аналогов в естественной природе и без постоянного поддержания и обновления человеком неизбежно начинающий разрушаться. К ней, по мнению Н. Ф. Реймерса, могут быть отнесены асфальт и бетон современных городов, пространство мест жизни и работы, транспорта, предприятий сферы обслуживания (физико-химические характеристики, размерность, эстетика помещений и т.п.); технологическое оборудование; транспортные объекты; мебель и другие вещи («вещная среда»); все предметы, состоящие из искусственно синтезированных веществ. В качестве одного из элементов артеприродной среды называется также культурно-архитектурная среда. Современного человека окружает главным образом именно артеприродная среда, а не природная ¾ «первой» и «второй» природы.

Наконец, четвертый  компонент среды человека составляют общество и разнообразные общественные процессы. Социальная среда ¾ это, по словам Н. Ф. Реймерса, прежде всего культурно-психологический климат, намеренно или непреднамеренно создаваемый самими людьми и слагающийся из влияния людей друг на друга, осуществляемого непосредственно, а также с помощью средств материального, энергетического и информационного воздействия. Такое воздействие включает экономическую обеспеченность в соответствии с выработанным обществом или данной этнической, социальной группой эталоном (жильем, пищей, одеждой, другими потребительскими товарами), гражданские свободы (совести, волеизъявления, передвижения, места проживания, равенства перед законом и т.п.), степень уверенности в завтрашнем дне (отсутствие или наличие страха перед войной, иным тяжелым социальным кризисом, потерей работы, голодом, лишением свободы, бандитским нападением, воровством, заболеванием, распадом семьи, ее незапланированным ростом или сокращением и т.п.); моральные нормы общения и поведения; свободу самовыражения, в том числе трудовой деятельности (максимальной отдачи сил и способностей людям, обществу с получением от них знаков внимания); возможность свободного общения с лицами одной этнической группы и сходного культурного уровня, т.е. создания и вхождения в эталонную для человека социальную группу (с общностью интересов, жизненных идеалов, поведения и т.п.); возможность пользоваться культурными и материальными ценностями (театрами, музеями, библиотеками, товарами и т.д.) или сознание обеспеченности такой возможности; доступность или сознание доступности общепризнанных мест отдыха (курортов и т.п.) или сезонной перемены типа жилища (например, квартиры на туристическую палатку); обеспеченность социально-психологическим пространственным минимумом, позволяющим избежать нервно-психического стресса перенаселения (оптимальная частота встреч с другими людьми, в том числе знакомыми и родными); наличие сферы услуг (отсутствие или наличие очередей, качество обслуживания и т.п.).

По словам Н.Ф. Реймерса, социальная среда, объединяясь  с природной, квазиприродной и артеприродной  средами, образует общую совокупность человеческой среды. Каждая из названных  сред тесно взаимосвязана с другими, причем ни одна из них не может быть заменена другой или быть безболезненно исключена из общей системы окружающей человека среды. [5]

Л.В. Максимова  на основе анализа обширной литературы (статей, сборников, монографий, специальных, энциклопедических и толковых словарей) составила обобщенную модель среды человека. Несколько сокращенный ее вариант представлен на рис. 3.

Рис. 3. Компоненты среды человека (по Л. В. Максимовой)

В приведенной  схеме особого внимания заслуживает  компонент, обозначенный Л.В. Максимовой как «жизненная среда». Этот тип  среды, включая ее разновидности (социально-бытовую, производственную и рекреационную  среды), становится сегодня объектом пристального интереса многих исследователей, прежде всего специалистов в области антропоэкологии и социальной экологии. Более подробно он рассмотрен и проанализирован в главе 6 настоящего пособия.

Изучение отношений  человека с окружающей средой привело  к возникновению представлений о свойствах или состояниях среды, выражающих восприятие среды человеком, оценку качества среды с точки зрения потребностей человека. Специальные антропоэкологические методики позволяют определять степень соответствия среды потребностям человека, оценивать ее качество и на этой основе выявлять ее свойства.

Как отмечает Л.В. Максимова, наиболее общим свойством  среды с точки зрения соответствия ее биосоциальным требованиям человека выступают понятия комфортности, т.е. соответствия среды этим требованиям, и дискомфортности, или несоответствия им. Крайним выражением дискомфортности является экстремальность. Дискомфортность, или экстремальность, среды может быть самым тесным образом связана с такими ее свойствами, как патогенность, загрязненность и т.п. [2]

Глава 2 Методы и критерии оценок состояния окружающей среды

Мониторинг.

Термин «мониторинг» впервые появился в рекомендациях  специальной комиссии

СКОПЕ (научный  комитет по проблемам окружающей среды) при ЮНЕСКО в 1971 году,

а в 1972 году уже  появились первые предложения по Глобальной системе

мониторинга окружающей среды (Стокгольмская конференция  ООН по окружающей

среде). Однако такая система не создана по сей  день из-за разногласий в

объемах, формах и объектах мониторинга, распределении  обязанностей между уже

существующими системами наблюдений. Такие же проблемы и у нас в стране,

поэтому, когда  возникает острая необходимость  режимных наблюдений за

окружающей  средой, каждая отрасль должна создавать  свою локальную систему

мониторинга.

В соответствии со ставшим уже каноническим определением, экологический

мониторинг — информационная система наблюдений, оценки и прогноза

изменений в состоянии окружающей среды, созданная  с целью выделения

антропогенной составляющей этих изменений на фоне природных процессов.

Рис.1. Блок-схема системы мониторинга

Система экологического мониторинга должна накапливать, систематизировать  и

анализировать информацию:

• о состоянии      окружающей среды;
• о причинах наблюдаемых и вероятных изменений состояния (т.e. об источниках и факторах воздействия);
• о допустимости изменений и нагрузок на среду в целом;
• о существующих резервах биосферы.

Таким образом, в систему экологического мониторинга  входят наблюдения за

состоянием  элементов биосферы и наблюдения за источниками и факторами

антропогенного  воздействия. В соответствии с приведенными определениями и возложенными на систему функциями мониторинг включает три основных направления деятельности:

• наблюдения за      факторами воздействия и состоянием среды;
• оценку фактического      состояния среды;
• прогноз состояния окружающей природной среды и оценку прогнозируемого состояния [1].

Санитарно-гигиенические  показатели.

Гигиенические регламенты (нормативы) являются важнейшими критериями для  оценки качества окружающей среды и используются при государственном надзоре в населенных местах, сельском хозяйстве, на транспорте, во всех отраслях промышленности. Они закладываются в проектные решения, а также служат юридической основой для санитарного контроля. Современные представления о гигиенических регламентах вредных веществ в окружающей среде базируются на принципиальных положениях о том, что их воздействие не должно вызывать у индивидуума даже временных нарушений гомеостаза (включая репродуктивную функцию), а также напряжения защитных и адаптационных механизмов ни в ближайшем, ни в отдаленном будущем. Воздействие вредных факторов не должно также изменять биологические, психические и социальные функции человека, нарушать его положение в обществе и оказывать отрицательное влияние на потомство. Вредное действие химических веществ не должно реализовываться ни при прямом воздействии на человека, ни при опосредованном — через экологические системы или возможный экономический ущерб.

Отечественной гигиенической науке  принадлежит бесспорный приоритет в развитии теории и практики гигиенического нормирования. Уже в 1922 г. в нашей стране впервые в мире были установлены предельно допустимые концентрации (ПДК) в воздухе рабочей зоны для трех вредных химических веществ. В последующий период была начата систематизация вредных веществ, выдвинуты предположения о существовании порога хронического действия промышленных ядов, сформулированы основные критерии вредности. Глубокие исследования проведены в направлении поиска путей предвидения биологического действия новых соединений, исходя из их химического строения и основных физико-химических свойств, а также подбора методических приемов для количественной оценки изолированного и комбинированного действий вредных веществ.

Российское санитарное законодательство располагает стройной системой разнообразных гигиенических регламентов: ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны, атмосферном воздухе, воде водоемов, почве; предельно допустимый уровень (ПДУ) миграции химических соединений из полимерных материалов, остаточные количества их в пищевых продуктах; ПДУ загрязнения кожных покровов работающих с промышленными ядами и др. В разных разделах гигиены (коммунальная гигиена, гигиена труда, радиационная гигиена, гигиена питания и др.) нормирование факторов окружающей среды имеет свою определенную специфику. В то же время современные методические подходы к гигиеническому нормированию химических факторов веществ в различных средах базируются на единых принципах.

В зависимости  от того, для какой среды устанавливается гигиенический норматив, набор показателей вредности, по которым планируют исследования, будет разным. Так, при нормировании вредного вещества в воде водоемов в схему исследования включаются следующие показатели вредности:

• органолептический,
• общесанитарный,
• санитарно-токсикологический,
• специфический,
• отдаленных последствий;

в почве:

• органолептический,
• общесанитарный,
• миграционно-водный,
• миграционно-воздушный,
• фитоаккумуляционный,
• санитарно-токсикологический и т. д.

По каждому  показателю вредности устанавливают минимально действующую концентрацию (дозу). Затем из всех минимально действующих концентраций (доз), установленных по всем показателям вредности, выбирают наименьшую, которая будет лимитирующим показателем вредности, т. е. тем показателем, по которому нормируется данное вещество [6].

Экологические нормативы и стандарты.

Под нормированием в области природопользования и охраны окружающей среды понимается установление уполномоченными государственными органами экологических нормативов в соответствии с требованиями законодательства.

Стандартизацию Закон РФ от 10 июня 1993 г. «О стандартизации» определяет как деятельность по установлению норм, правил и характеристик (требований) в целях обеспечения: а) безопасности продукции, работ и услуг для  окружающей среды, жизни, здоровья и  имущества; б) качества продукции, работ и услуг в соответствии с уровнем развития науки, техники и технологии; в) единства измерений; г) экономии всех видов ресурсов; д) безопасности хозяйственных объектов с учетом риска возникновения природных и техногенных катастроф и других чрезвычайных ситуаций. Соответственно, экологическая стандартизация может быть определена как установление в стандартах требований по рациональному природопользованию и охране окружающей среды.

В природоохранной практике России, как и во всем мире, нормирование и стандартизация с давних пор используются в качестве одной из основных мер или инструментов охраны окружающей среды. Будучи урегулированной в природоохранном законодательстве, такая мера становится правовой. Это означает, с одной стороны, что экологическое нормирование и стандартизация должны в обязательном порядке осуществляться уполномоченными государственными структурами. С другой стороны, правовой характер данной меры проявляется в том, что установленные экологические нормативы и стандарты должны соблюдаться всеми природопользователями.

Наконец, разработка и принятие экологических нормативов и стандартов представляет собой одно из направлений природоохранной деятельности уполномоченных государственных органов. Другими словами, нормирование и стандартизация являются одной из функций государственного управления охраной окружающей среды и природопользованием.

Система экологических нормативов и стандартов предопределяется практическими  потребностями в использовании  разных видов нормативов применительно к видам экологически значимой деятельности или продукции как инструментов для решения задач охраны окружающей среды. В систему экологических нормативов и стандартов входят:

• нормативы качества окружающей среды;
• нормативы предельно допустимого вредного воздействия на состояние окружающей среды;
• нормативы использования природных ресурсов;
• экологические стандарты;
• нормативы санитарных и защитных зон [7].

Экологическая экспертиза.

Экологическая экспертиза — это установление соответствия намечаемой хозяйственной и иной деятельности экологическим требованиям и определение допустимости реализации объекта экологической экспертизы в целях предупреждения возможных неблагоприятных воздействий этой деятельности на окружающую природную среду и связанных с ними социальных, экономических и иных последствий реализации объекта экологической экспертизы.

В настоящее время понятие экологической  экспертизы претерпело существенные изменения. В соответствии с ФЗ «О внесении изменений в градостроительный  кодекс и другие нормативные акты» от 18.12.2006, экологическая экспертиза это установление соответствия документов или документации, обосновывающих намечаемую в связи с реализацией объекта экологической экспертизы хозяйственную и иную деятельность экологическим требованиям, установленным техническим регламентам и законодательству в области охраны окружающей среды в целях предотвращения негативного воздействия такой деятельности на окружающую среду.

ФЗ «Об экологической экспертизе»  различает 2 вида экологической экспертизы: государственная экологическая экспертиза и общественная экологическая экспертиза. Проведение первой обязательно для всех строительных объектов и проводится экспертной комиссией, которая формируется федеральным органом исполнительной власти в области экологической экспертизы. Вторая организуется и проводится по инициативе граждан и общественных организаций (объединений), а также по инициативе органов местного самоуправления общественными организациями (объединениями).

Экологическая экспертиза основывается на принципах:

• презумпции потенциальной экологической опасности любой намечаемой хозяйственной и иной деятельности;
• обязательности проведения государственной экологической экспертизы до принятия решений реализации объекта экологической экспертизы;
• комплексности оценки воздействия на окружающую природную среду хозяйственной и иной деятельности и её последствий;
• обязательности учёта требований экологической безопасности при проведении экологической экспертизы;
• достоверности и полноты информации, представляемой на экологическую экспертизу;
• независимости экспертов экологической экспертизы при осуществлении ими своих полномочий в области экологической экспертизы;
• научной обоснованности, объективности и законности заключений экологической экспертизы;
• гласности, участия общественных организаций (объединений), учёта общественного мнения;
• ответственности участников экологической экспертизы и заинтересованных лиц за организацию, качество, проведение экологической экспертизы[7].

Оценка воздействия  на окружающую среду.

Оценка воздействия  на окружающую среду (ОВОС, EIA, (англ. Environmental Impact Assessment) — термин Международной ассоциации по оценке воздействия на окружающую среду (IAIA, International Association for Impact Assessment). Предназначена для выявления характера, интенсивности и степени опасности влияния любого вида планируемой хозяйственной деятельности на состояние окружающей среды и здоровье населения.

Проведение ОВОС предусмотрено  Федеральным законом «Об экологической  экспертизе» для всех видов намечаемой хозяйственной или иной деятельности.