Загрязнение экосистемы

     Содержание 
 

     Введение

1. Экологические система. Основные понятия и структура экосистем

1.1  Функционирование  экосистем

     2. Современное состояние проблемы отходов в России

     2.1 Основные методы переработки отходов

     2.1.1 Сбор и промежуточное хранение отходов

     2.1.2 Захоронение отходов

     2.1.3 Сжигание

     2.1.4 Рециклинг

     3. Правовое регулирование платности за загрязнение окружающей среды

     3.1   Плата за загрязнение окружающей среды.

     Заключение

     Список  использованной литературы 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 

     Взаимодействие  человека с природой – одна из наиболее сложных и трудно разрешимых проблем  современности. Сегодня стало очевидным, что задачи сохранения окружающей среды  и экономического развития взаимосвязаны: разрушая и истощая природную  среду невозможно обеспечить устойчивое экономическое развитие.   

        В соответствии с Конституцией  Российской Федерации каждый  имеет право на благоприятную  окружающую среду, каждый обязан  сохранять природу и окружающую  среду, бережно относиться к  природным богатствам, которые являются  основой устойчивого развития, жизни  и деятельности народов, проживающих  на территории Российской Федерации.

         Жизнедеятельность человека связана  с появлением огромного количества  разнообразных отходов. Резкий  рост потребления в последние  десятилетия привел к существенному  увеличению объемов образования  твердых бытовых отходов (ТБО).

         Твердые промышленные и бытовые  отходы (ТП и БО) засоряют и  захламляют окружающий нас природный ландшафт. Кроме того они могут являться источником поступления вредных химических, биологических и биохимических препаратов в окружающую природную среду. Это создает определенную угрозу здоровью и жизни населения.

            Решение проблемы переработки  ТП и БО приобретает за последние  годы первостепенное значение. Кроме  того, в связи с грядущим постепенным  истощением природных источников  сырья (нефти, каменного угля, руд для цветных и черных  металлов) для всех отраслей народного  хозяйства приобретает особую  значимость полное использование  всех видов промышленных и  бытовых отходов.  
 

     1. Экологические системы. Основные понятия и структура экосистем 

     Экология  рассматривает взаимодействие живых  организмов и неживой природы. Это взаимодействие,  во-первых, происходит в рамках определенной системы (экологической системы, экосистемы) и, во-вторых, оно не хаотично, а определенным образом организовано, подчинено законам.

     Экосистемой называют совокупность продуцентов, консументов и детритофагов, взаимодействующих друг с другом и с окружающей их средой посредством обмена веществом, энергией и информацией таким образом, что эта единая система сохраняет устойчивость в течение продолжительного времени.

     Экосистема - информационно саморазвивающаяся, термодинамически открытая совокупность биотических экологических компонентов и абиотических источников вещества и энергии, единство и функциональная связь которых в пределах характерного для определенного участка биосферы времени и пространства (включая биосферу в целом) обеспечивает превышение на этом участке внутренних закономерных перемещений вещества, энергии и информации над внешним обменом (и между соседними аналогичными совокупностями) и на основе этого неопределенно долгую саморегуляцию и развитие целого под управляющим воздействием биотических и биогенных составляющих.

     Сложение  экосистем в значительной мере зависит  от их функциональной «предназначенности»  и наоборот. Это замечание исходит  из принципа экологической комплементарности (дополнительности): никакая функциональная часть экосистемы (экологический компонент, элемент и т. п.) не может существовать без других функционально дополняющих частей.  

                                 Рисунок 1. - Классификация природных экосистем  

     Закон формирования экосистемы: длительное существование организмов возможно лишь в рамках экологических систем, где их компоненты и элементы дополняют  друг друга и соответственно приспособлены  друг к другу. Это обеспечивает воспроизводство  среды обитаний каждого вида и  относительно неизменное существование  всех экологических компонентов.

     Исходя  из данных, накопленных экологией, с  учетом вышеприведенных обобщений возможно сформулировать принцип экологической (рабочей) надежности: эффективность экосистемы, ее способность к самовосстановлению и саморегуляции (в пределах естественных колебаний) зависит от ее положения в иерархии природных образований, степени взаимодействия ее компонентов и элементов, а также от частных приспособлений организмов, составляющих биоту экосистемы. Разнообразие, сложность и другие морфологические черты экосистемы имеют неодинаковое значение и подчинены степени ее эволюционной и сукцессионной зрелости. Если снижение разнообразия приводит к резкому дисбалансу в «притертости» частей экосистемы, а это случается достаточно часто, то упрощение системы чревато заметным снижением ее надежности.

     Сдвигая динамически равновесное состояние  природных систем с помощью значительных вложений энергии (путем агротехнических  приемов), люди нарушают соотношение  экологических компонентов, достигая увеличения полезной продукции (урожая) или состояния среды, благоприятного для жизни человека. Если эти сдвиги «гаснут» в иерархии природных систем и не вызывают термодинамического разлада, положение благоприятно. Однако излишнее вложение энергии и возникающий  в результате вещественно-энергетический разлад ведут к снижению природно-ресурсного потенциала вплоть до опустынивания  территории, происходящего без компенсанции: вместо цветущих садов возникают пустыни.

     Экологическая система – основная функциональная единица экологии, включающая в себя живые организмы (биоценоз) и среду обитания (экотоп), причем каждая из этих частей влияет на другую и обе необходимы для поддержания жизни.

     Самая крупная природная экосистема на Земле - это биосфера. Граница между крупной экосистемой и биосферой столь же условна, как и между многими понятиями в экологии. Различие преимущественно состоит в такой характеристике биосферы, как глобальность и большая условная замкнутость (при термодинамической открытости). Прочие же экосистемы Земли вещественно практически не замкнуты.

     Биомы - наиболее крупные наземные экосистемы, соответствующие основным климатическим зонам Земли (пустынные, травянистые, лесные); водные экосистемы - основные экосистемы, существующие в водной сфере (гидросфере).

     Любую экосистему прежде всего можно разделить на совокупность организмов и совокупность неживых (абиотических) факторов окружающей природной среды (рис. 2).

     В свою очередь экотоп состоит из климата во всех многообразных его проявлениях и геологической среды (почв и грунтов), называемой эдафотопом. Эдафотоп - это то, откуда биоценоз черпает средства для существования и куда выделяет продукты жизнедеятельности.

     Структура живой части биогеоценоза определяется трофоэнергетическими связями и отношениями, в соответствии с которыми выделяют три главных функциональных компонента: комплекс автотрофных организмов-продуцентов, обеспечивающих органическим веществом и, следовательно, энергией остальные организмы (фитоценоз (зеленые растения), а также фото- и хемосинтезирующие бактерии); комплекс гетеротрофных организмов-консументов, живущих за счёт питательных веществ, созданных продуцентами; во-первых, это зооценоз (животные), во-вторых, бесхлорофилльные растения; комплекс организмов-редуцентов, разлагающих органические соединения до минерального состояния (микробиоценоз, а также грибы и прочие организмы, питающиеся мертвым органическим веществом).  

                                              Рисунок 2. – Структура экосистемы 

     Структура экосистемы.

     В зависимости от характера питания  в экосистеме строится экологическая пирамида (пирамида питания), состоящая из нескольких трофических уровней:

1) (низший) занимают автотрофные организмы;

2. гетеротрофные организмы 1 порядка, использующие в пищу биомассу растений;
3. гетеротрофы 2 порядка, питающиеся гетеротрофами 1 порядка, и т.д.

        В состав экосистемы входят неживые и живые компоненты.

• Неживые (абиотические) компоненты:

1) неорганические  вещества (N₂, C0₂, Н₂О и др.), включающиеся в природные круговороты;

2. органические соединения (углеводы, белки, аминокислоты, гумусовые вещества и др.), связывающие биотическую и абиотическую части экосистем;
3. климатический режим (освещенность, температура, влажность и другие физические факторы).

• Живые (биотические) компоненты экосистем:

1) продуценты – автотрофные (самостоятельно питающиеся) организмы, главным образом, зеленые растения, которые создают органические вещества из простых неорганических веществ. Автотрофы составляют основную массу всех живых существ и полностью отвечают за образование всего нового органического вещества в любой экосистеме, т.е. являются производителями продукции,

2. макроконсументы (консументы 1, 2 и т.д. порядка) – гетеротрофные (питающиеся другими) организмы, главным образом, животные, которые поедают растения и другие организмы. В отличие от автотрофов продуцентов, гетеротрофы выступают как потребители и разрушители органических веществ,
3. микроконсументы (редуценты) – гетеротрофные организмы, преимущественно бактерии и грибы, которые разрушают сложные соединения мертвой протоплазмы, поглощают некоторые продукты разложения и высвобождают неорганические питательные вещества, пригодные для использования продуцентами.

Примеры экосистем: участок  лесного массива, пруд, гниющий пень, особь, заселенная микробами  или гельминтами - являются экосистемами. Понятие экосистемы, таким образом, применимо к любой совокупности живых организмов и их местообитания.

       Несмотря на многообразие экосистем, все они обладают структурным сходством. В каждой из них можно выделить фотосинтезирующие растения - продуценты, различные уровни консументов, детритофагов и редуцентов. Они и составляют биотическую структуру экосистем.

  1.1 Функционирование экосистем

Энергия в экосистемах.

        Напомню, что экосистема - это совокупность живых организмов, обменивающихся непрерывно энергией, веществом и информацией друг с другом и с окружающей средой. Рассмотрим сначала процесс обмена энергией.

     Энергию определяют как способность производить работу. Свойства энергии описываются законами термодинамики.

        Первый закон (начало) термодинамики или закон сохранения энергии утверждает, что энергия может переходить из одной формы в другую, но она не исчезает и не создается заново.

          Второй закон (начало) термодинамики или закон энтропии утверждает, что в замкнутой системе энтропия может только возрастать. Применительно к энергии в экосистемах удобна следующая формулировка: процессы, связанные с превращениями энергии, могут происходить самопроизвольно только при условии, что энергия переходит из концентрированной формы в рассеянную, то есть деградирует. Мера количества энергии, которая становится недоступной для использования, или иначе мера изменения упорядоченности, которая происходит при деградации энергии, есть энтропия. Чем выше упорядоченность системы, тем меньше ее энтропия. Таким образом, любая живая система, в том числе и экосистема, поддерживает свою жизнедеятельность благодаря, во-первых, наличию в окружающей среде в избытке даровой энергии (энергия Солнца); во вторых, способности за счет устройства составляющих ее компонентов эту энергию улавливать и концентрировать, а использовав - рассеивать в окружающую среду. Таким образом, сначала улавливание, а затем концентрирование энергии с переходом от одного трофического уровня к другому обеспечивает повышение упорядоченности, организации живой системы, то есть уменьшение ее энтропии.

  Энергия и продуктивность экосистем

           Итак, жизнь в экосистеме поддерживается благодаря непрекращающемуся прохождению через живое вещество энергии, передаваемой от одного трофического уровня к другому; при этом происходит постоянное превращение энергии из одних форм в другие. Кроме того, при превращениях энергии часть ее теряется в виде тепла. Весь запас энергии сосредоточен в массе органического вещества - биомассе, поэтому интенсивность образования и разрушения органического вещества на каждом из уровней определяется прохождением энергии через экосистему ( биомассу всегда можно выразить в единицах энергии). Скорость образования органического вещества называют продуктивностью. Различают первичную и вторичную продуктивность. В любой экосистеме происходит образование биомассы и ее разрушение, причем эти процессы всецело определяются жизнью низшего трофического уровня - продуцентами. Все остальные организмы только потребляют уже созданное растениями органическое вещество и, следовательно, общая продуктивность экосистемы от них не зависит. Высокие скорости продуцирования биомассы наблюдаются в естественных и искусственных экосистемах там, где благоприятны абиотические факторы, и особенно при поступлении дополнительной энергии извне, что уменьшает собственные затраты системы на поддержание жизнедеятельности. Такая дополнительная энергия может поступать в разной форме: например, на возделываемом поле - в форме энергии ископаемого топлива и работы, совершаемой человеком или животным. Таким образом, для обеспечения энергией всех особей сообщества живых организмов экосистемы необходимо определенное количественное соотношение между продуцентами, консументами разных порядков, детритофагами и редуцентами. Однако для жизнедеятельности любых организмов, а значит и системы в целом, только энергии недостаточно, они обязательно должны получать различные минеральные компоненты, микроэлементы, органические вещества, необходимые для построения молекул живого вещества. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Современное состояние проблемы отходов в России

           Сложившаяся в Российской Федерации  ситуация в области образования,  использования, обезвреживания, хранения  и захоронения отходов ведет  к опасному загрязнению окружающей  среды, нерациональному использованию  природных ресурсов, значительному  экономическому ущербу и представляет  реальную угрозу здоровью современных  и будущих поколений страны.

          Практически для всех субъектов  Российской Федерации одна из  основных задач в области охраны  окружающей среды - решение проблем  обезвреживания и переработки  бытовых и промышленных отходов.

            Ежегодно в Российской Федерации  образуется около 7 млрд. тонн  отходов, из которых используется  лишь 2 млрд. тонн, или 28,6 процентов.  На территории страны в отвалах  и хранилищах накоплено около  80 млрд. тонн только твердых отходов.  Особую тревогу вызывает накопление  в отвалах и свалках токсичных,  в том числе содержащих канцерогенные  вещества, отходов.

        На территории Российской Федерации  в хранилищах, накопителях, складах,  могильниках, а также на полигонах,  свалках и других объектах, принадлежащих  предприятиям, накоплено свыше 1,9 млрд. т опасных отходов. Оценка  ситуации позволяет сделать вывод  о постоянном росте количества  образующихся в стране отходов.  При этом показатель использования  и обезвреживания отходов снизился  до 43,3%. В связи с нехваткой  полигонов для складирования  и захоронения отходов распространена  практика их размещения в местах  неорганизованного складирования  (несанкционированных свалках), что  представляет большую опасность  для окружающей среды.

  Неиспользуемые  отходы - это миллиарды тонн выведенных из хозяйственного оборота безвозвратно теряемых материальных ресурсов, многими  видами которых страна практически  уже не располагает.

  Переход к рыночной экономике не вызвал роста  переработки отходов. Обострилась  необходимость сочетания гибкости рыночной экономики, способной на быструю  сырьевую переориентацию, с дальновидной государственной поддержкой, стимулирующей  использование отходов и уменьшение их негативного воздействия на окружающую среду.

  Из-за недостаточной экономической заинтересованности предприятий, низкого технического уровня применяемых технологий, дефицита средств и современного оборудования переработке и использованию  подвергаются лишь несколько десятков видов отходов. В связи с этим темпы их образования и накопления (в том числе и крупнотоннажных  отходов) на территории России остаются прежними.

  Быстрый рост городского населения – одна из важнейших тенденции наступившего столетия. Увеличивается в городах  и количество различных отходов, прежде всего твердых бытовых  отходов, которые требуют самого своевременного удаления и безопасной утилизации.

  В России доля городского населения составляет 73%, что несколько ниже уровня европейских  стран. Но, несмотря на это, концентрация ТБО в крупных городах России сейчас резко возросла, особенно в  городах с численностью населения  от 500 тыс. и выше человек. Объем отходов  все увеличивается, а территориальные  возможности для их утилизации и  переработки уменьшаются. Доставка отходов от мест их образования до пунктов утилизации требует все  больше времени и средств. В России необходимо совершенствовать организацию  процесса утилизации городских отходов.

  Сейчас  отходы просто собираются для захоронения  на полигонах, а это ведет к  отчуждению свободных территорий в  пригородных районах и ограничивает использование городских территорий для строительства жилых зданий. Также совместное захоронение различных видов отходов может вести к образованию опасных соединений.

  Проблемы  увеличения количества отходов и  их влияния на окружающую среду создают  большие трудности при разработке и реализации территориальной политики. Традиционно в России такими проблемами занимались городские власти, но в  последнее время в связи с  передачей ответственности за решение  городских экологических проблем, местным властям, ситуация изменяется. По действующему с 1995 года и вступившему  в силу с 1 января 2006 года закону «Об  общих принципах организации  местного самоуправления в Российской Федерации» на местный уровень переданы вопросы организации «сбора и  вывоза бытовых отходов и мусора», а также «утилизации и переработки  бытовых и промышленных отходов». Но для полного решения проблемы должен быть поставлен вопрос о выделении  в экономическом комплексе городов  специальной системы санитарной очистки. Эта система предполагает осуществление целого комплекса  экономических мероприятий по сбору, удалению и утилизации отходов с  целью сохранения здоровья жителей  и благоустройства местности. Кроме  сбора, хранения, транспортировки, обезвреживания и утилизации мусора в систему  санитарной очистки населенных мест должны входить мероприятия по уменьшению масштабов процесса образования  отходов и организации переработки  вторичных ресурсов.

      Сейчас в России само понятие  санитарной очистки означает  лишь выполнение гигиенических  требований, и эксплуатацию установок  и сооружений, предназначенных для  обезвреживания и утилизации  твердых и жидких бытовых и  промышленных отходов. А это  понятия должно включать реализацию  программ по работе с населением, руководителями жилищно-эксплуатационных  организаций и специалистами,  занимающимися сбором мусора, руководителями  и специалистами предприятий  по перевозке отходов, руководителями и специалистами мусороперерабатывающих предприятий, представителями органов власти, потенциальными инвесторами.

           Также важной задачей санитарной  очистки местности является выделение  из массы отходов веществ, подлежащих  повторному использованию или  переработке. Ведь это тонны  безвозвратно теряемых ресурсов, многими видами которых страна  практически уже не располагает.  Ведь на свалках можно найти  и большое количество драгоценных  металлов.

            От улучшения городской среды  зависят еще и конкурентные  возможности города. От этого  зависит и состояние туристической  привлекательности городов. Конкурентные  преимущества городов определяет  и разработка маршрутов специализированных  транспортных средств, перевозящих  бытовые и промышленные отходы.

  2.1 . Основные методы переработки отходов

  2.1.1 Сбор и промежуточное хранение отходов

           Сбор отходов часто является  наиболее дорогостоящим компонентом  всего процесса утилизации и  уничтожения отходов. Поэтому  правильная организация сбора  отходов может сэкономить значительные  средства. Существующая в России  система сбора ТБО должна оставаться  стандартизованной с точки зрения  экономичности. В то же время  дополнительное планирование необходимо  для того, чтобы решить новые  проблемы (например, отходы коммерческих  киосков, на сбор которых часто  не хватает ресурсов). Иногда средства  для решения этих новых проблем  можно изыскать, вводя дифференцированную  плату за сбор мусора.

             В густонаселенных территориях  нередко приходится транспортировать  отходы на большие расстояния. Решением в этом случае может  явиться станция временного хранения  отходов, от которой мусор может  вывозиться большими по грузоподъемности  машинами или по железной дороге.

           Во многих городах на базе  полигонов ТБО и специальных  автохозяйств созданы унитарные  муниципальные предприятия по  сбору и складированию ТБО.  Вместе с тем, четкого разграничения  полномочий между городскими  организациями в области ТБО  пока не произошло. К таким  организациям относятся управление  жилищно-коммунального хозяйства,  городской центр санэпиднадзора, горкомприрода, лесники и водники. Теоретически они отвечают за жилые и промышленные зоны, пригородные леса, водоохранные и санитарно-защитные зоны. Практически же значительные городские территории не имеют четкого статуса, реального хозяина и на них в первую очередь образуются несанкционированные свалок.

       Получает дальнейшее развитие  двухэтапный вывоз ТБО с использованием  транспортных мусоровозов большой  вместимости и съемных пресс  - контейнеров. 

  2.1.2 Захоронение отходов

          Одним из основных способов  удаления ТБО во всем мире  остается захоронение в приповерхностной  геологической среде.

          Учитывая высокую химическую  и санитарно-эпидемиологическую  опасность неорганизованного складирования  и хранения ТБО, перед выбором  площадки для такого складирования  необходимо тщательно рассмотреть  ряд вопросов: особенности местности,  рельеф местности, особенности  геологического строения земных  слоев предполагаемого места  складирования и хранения ТБО,  преобладающую розу ветров, особенности  окружающего природного ландшафта.

          Неудовлетворительная ситуация  с использованием, обезвреживанием  и размещением промышленных и  бытовых отходов обусловлена  рядом объективных причин. Прежде  всего, это крайне недостаточное финансирование строительства установок по обезвреживанию и использованию отходов, объектов их размещения, а также реконструкции либо рекультивации существующих объектов размещения отходов, ликвидации несанкционированных мест их размещения.

          Для высокоурбанизированных территорий (Московская, Санкт-Петербургская, Нижегородская, Челябинская агломерации и т.д.), независимо от наличия в них опасных с экологической точки зрения производств, серьезную проблему для окружающей среды представляет размещение полигонов складирования твердых бытовых отходов (ТБО) и иловых площадок осадка сточных вод от городских очистных сооружений, поскольку для строительства этих объектов используются пригородные зоны с ценными рекреационными и природоохранными  ландшафтами.

            В хранилищах, накопителях, складах, могильниках, полигонах, на свалках и других объектах находится 1691 млн. т токсичных отходов производства и потребления, из них 2,66 млн. т отходов I класса опасности, в том числе 4 тыс. т ртути, 4,8 тыс. т отходов гальванических производств, 11,4 тыс. т хлорорганики, 2,6 млн. т шестивалентного хрома и др.

              В связи с недостаточным количеством  полигонов для складирования  и захоронения промышленных отходов  широко распространена практика  размещения промышленных отходов  в местах неорганизованного складирования  (несанкционированные свалки), что  представляет особую опасность  для окружающей среды. Объемы  размещения токсичных отходов  на несанкционированных свалках  постоянно растут.