Экология

Не природе нужна наша защита.
Это нам необходимо ее покровительство:
чистый

Введение

План лекции:
1. Экология как наука об основных законах и принципах

Экология = “oikos” + “logos”
“oikos”(греч.) – дом, жилище или местообитание.
“logos” (греч.)

Эрнст Генрих Филипп Август Геккель (1834-1919) — немецкий естествоиспытатель и философ.

Чарльз Роберт Дарвин (1809-1882) — английский натуралист и путешественник.

Структура экологии

Фундаментальная экология

Фундаментальная экология

Прикладная экология

Прикладная экология

Социальная экология

Изучает взаимоотношения человека с окружающей средой

ФУНДОМЕНТАЛЬНАЯ ЭКОЛОГИЯ

1. БИОСФЕРА И ЧЕЛОВЕК
План:
1. Основные учения о биосфере.
2. Биосфера

Жан Батист Пьер Антуан де Моне Ламарк  (1744-1829) - французский ученый-естествоиспытатель

Эдуард Зюсс (1831-1914) — австрийский геолог и общественный деятель.

Владимир Иванович Вернадский (1863-1945) — русский и советский естествоиспытатель и общественный деятель.

Биосфера - все пространство (оболочка Земли), где существует или когда- либо

Границы биосферы:

Виды веществ в биосфере (по В.И.Вернадскому):

Живое вещество – совокупность всех живых

Свойства живого вещества:

способность быстро занимать (осваивать) все свободное пространство;
высокая приспособительная

Функций биосферы и живого вещества

1. Энергетическая – аккумулирование полученной из

Биосфера → Ноосфера
Ноосфера – сфера Разума.

ЭКОСИСТЕМЫ И ОСНОВЫ ИХ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

План:
1. Структура экосистемы.
2. Факторы, влияющие на

Артур Джордж Тэнсли (1871-1955) — британский ботаник, считается первым в мире экологом

Структура экосистемы

Экосистема – это любая система, состоящая из совокупности живых организмов

В состав биотопа входят абиотические (неживые) компоненты:

неорганические вещества и химические элементы,

В состав биоценоза входят биотические (живые) компоненты

Первая группа организмов – продуценты

или автотрофные организмы (греческие auto –

Вторая группа организмов – консументы

(латинское consume – потребитель) первого, второго, третьего

Третья группа организмов – редуценты

Редуценты (латинское reducens – возвращающий), или деструкторы

Основные характеристики популяций:

1. Плотность популяции – это число особей на единицу

Свойства экосистемы:

Способность:
осуществлять круговорот веществ (т.е. осуществлять саморегуляцию);
противостоять внешним воздействиям (т.е. поддерживать

Микроэкосистемы

Мезоэкосистемы

Макроэкосистемы

Глобальная экосистема

Энергетика экосистем

Баланс пищи и энергии для отдельного животного организма можно представить

Пирамида энергии в экосистеме

Количество энергии, содержащейся в организмах на любом последующем

Динамика экосистем:

1. Флуктуации - периодически повторяющаяся динамика (циклические изменения).
2. Развитие экосистем

Первичная сукцессия

- развитие экосистемы
на изначально без-
жизненном субстрате.

Вторичные сукцессии

- начинаются обычно не с нулевых значений, а возникают на

Экосистемы характеризуются следующими показателями:

1. Стабильность – это способность экосистем сохранять свою

Устойчивость экосистем и их совокупности (биосферы) зависит от следующих факторов:

1. Биосфера

БИОГЕОХИМИЧЕСКИЙ КРУГОВОРОТ ВЕЩЕСТВ

План:
Большой (геологический) круговорот.
2. Малый (биологический) круговорот
и его блоки.

Большой (геологический) круговорот веществ

- процесс переноса минеральных соединений воздушными и водными

Круговорот воды

Малый круговорот веществ

- процессы синтеза и разрушения органических соединений.
Подразделяется на

Биологический круговорот веществ

Круговорот углерода

Круговорот азота

  1 -ассимиляция растениями,
2- фиксация азота
бактериями в симбиозе с растениями или бактериями,

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ОРГАНИЗМА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

План:
1. Экологические условия развития, выживания и размножения

Экологические условия жизнедеятельности организмов

Среда обитания – это природные тела и

Экологический фактор

– любой элемент или условие среды, воздействующее на состояние, развитие,

Правило экологического оптимума

Экологический оптимум – точка, соответствующая наилучшим показателям жизнедеятельности организма.

Закон толерантности Шелфорда

Прикладная экология

занимается анализом системы «общество – природа».
Основные задачи прикладной экологии:
изучение

Этапы взаимодействия в системе «общество – природа»

1. Человек – обычный вид,

Кислотные дожди

Парниковый эффект

Озоновый слой Земли

Проблема озонового экрана

Демографический взрыв

Основные подходы к проблеме взаимодействия человека и природы:

Технократический – человечество может

Динамика заболеваемости населения  России в период 1990-2010 г.г.

Виды антропогенных нагрузок на природу

1. Эксплуатация ресурсов.
2. Механические нарушения – прямые

Классификация загрязнения

Физическое загрязнение – это изменение температурно-энергетических, волновых и радиационных параметров внешней

Нормативы качества среды

Нормы качества среды - это предельно допустимые уровни антропогенных

Нормирование загрязняющих веществ в воздухе

Различают ПДК:
ПДК рабочей зоны - такие концентрации

Предельно допустимые концентрации в воздухе, мг/м3

В зависимости от ПДКр.з. все химические вещества разделены на 4 класса

При проектировании или строительстве предприятий в районах, где воздух уже загрязнен,

Нормирование загрязняющих веществ в водных объектах

ПДК вод (ПДКв) - концентрация индивидуального

Критерии оценки загрязненности воды по ПДК вредных веществ

Нормирование загрязняющих веществ в почве

Загрязняющие вещества нормируются:
в пахотном слое почвы

Кроме перечисленных ПДК, Законом «Об охране окружающей природной среды» предусмотрено нормирование:
Остаточных

2. Экологическое нормирование

ЭДК – это экологически допустимая концентрация вредных веществ в

3. Регламентация загрязнений среды антропогенными источниками

Предельно допустимый выброс в атмосферу

Предельно допустимое количество отходов на территории предприятия
– это такое их

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

План:
Общие положения охраны природной среды при хозяйственной

Структура мониторинга окружающей среды

Блок-схема системы мониторинга (по Ю.А. Израэлю, 1979 год)

Ба́рри Ко́ммонер (1917 - 2012) американский биолог и эколог. 

Законы экологии = Законы Б.Коммонера

Первый закон: все связано со всем.
Второй

Основные задачи охраны окружающей среды:
улучшение среды обитания человека;
сохранение природы и

Основные принципы рационального природопользования:

1. Соответствие характера и способов использования природных ресурсов

Методы охраны окружающей среды подразделяются на:

Активные – методы, непосредственно связанные с

К пассивным методам относятся:

строительство высоких и сверхвысоких труб, выпусков сточных вод

К активным методам относятся:

установка очистных сооружений с последующей утилизацией улавливаемых отходов;
нейтрализация

ОХРАНА АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ

План:
 Источники загрязнения атмосферы.
Классификация источников загрязнения.
Пассивные и активные

Загрязнение атмосферы

– привнесение в атмосферу
или образование в ней
физико-химических агентов

Отходящие газы

газы по своему составу значительно отличающиеся от воздуха и поступающие

Источники загрязнения атмосферы классифицируются:

По пространственным параметрам:
точечные - источник, размерами которого можно

2. По организованности:

организованные – источники, использующие специальные устройства отвода и концентрации

3.По времени воздействия:
постоянные – источники,
выбрасывающие загрязняю-
щие вещества регулярно;
залповые –

4.По стационарности:

стационарные – источники с жестко фиксированными координатами;
нестационарные –
перемещающиеся в

Соотношение загрязнения атмосферы промышленными источниками

Пассивные методы защиты атмосферы от загрязнения

1. Учет экологических требований при проектирование

Инвентаризация выбросов

– систематизация сведений о наличии и распределении источников на территории

Санитарно-защитная зона

– благоустроенная или озелененная территория, отделяющая площадку предприятия от жилой

Нормативные размеры СЗЗ в соответствии с СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03

Уточнение размеров СЗЗ

где L – уточненный размер СЗЗ в направлении, противоположном розе

Активные методы очистки отходящих газов:

1) механические (физические)
(сухое и мокрое пылеулавливание,

Механические методы очистки отходящих газов

Сухие пылеуловители - аппараты, в которых отделение

Циклон

Аппараты мокрой очистки

работают по принципу
осаждения частиц пыли на
поверхности капель

Метод фильтрации

основан на задержании частиц примесей на пористых перегородках при движении

Электростатическая очистка

метод, основанный на
ударной ионизации
газов в зоне коронирую-
щего разряда,

Группа электрофильтров на рукавной колонке

Физико-химические методы
Метод абсорбции заключается
в разделении газовоздушной смеси
на составные части

2. Метод адсорбции -

основан на взаимодействие между газом и поверхностью твердых

Каталитическая газоочистка

заключается в химическом преобразовании подлежащих обезвреживанию примесей в другие продукты

ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ И УТИЛИЗАЦИЯ ТВЕРДЫХ ОТХОДОВ

План:
Основные виды отходов.
Источники возникновения твердых отходов в

Отходы производства и потребления

– остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, иных изделий или

Классификация отходов по форме материального субстрата:

вещественные;
энергетические.

Классификация вещественных отходов по:

1. агрегатному состоянию (газообразные, жидкие, твердые и условно

Классификация отходов по агрегатному состоянию и опасности воздействия на окружающую среду

Основные методы обращения с отходами

1. Обезвреживание и переработка:
физические,
химические,
физико-химические,
биохимические,
комбинированные.
2.

Методы обезвреживания и переработки отходов

1. Физические методы связаны с изменением формы,

2. Химические методы связаны с изменением физических свойств отходов и их

3. Физико-химические методы являются пограничными между физическими и химическими (коагуляция, адсорбция,

ОСНОВЫ ЗАЩИТЫ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ

План:
Запасы природных вод.
Характеристика водопользования и

«Вода! У тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя

Применение воды подразделяется на:

1. Водопользование - вода, оставаясь
в водоемах и

Водоотведение – технологический процесс, обеспечивающий прием сточных вод с последующей подачей

Сточные воды несут:

Засорение вод – это поступление в водоем посторонних нерастворимых

Качество воды

- это характеристика состава и свойств воды, определяющая пригодность ее

4. Химические – активная реакция (рН), окисляемость, растворимость газов, сухой остаток,

Водные объекты подразделяются на 2 типа:
хозяйственно-питьевого
и культурно-бытового
назначения,
2. используемые

Классификация вод 1 типа по целевому назначению

Основные методы очистки сточных вод

механические (процеживание, отстаивание, фильтрация),
физико-химические (коагуляция, флокуляция, сорбция,

Механические (физические) методы очистки сточных вод

применяется для выделения из сточной воды

2. Отстаивание
Песколовки, отстойники, нефтеловушки используют для выделения из сточных вод

3. Фильтрование применяется для улавливания тонких частиц через тонкие перегородки или

Физико-химические методы

1. Коагуляция – слипание частиц коллоидной системы при их

2. Сорбция – процесс поглощения вещества из окружающей среды твердым телом

4. Флотация – процесс молекулярного прилипания частиц флотируемого материала к поверхности

Химические или реагентные методы

1. Нейтрализация:
взаимная нейтрализация кислых и щелочных вод;
нейтрализация

2. Окисление применяют для обезвреживания и обеззараживания производственных сточных вод, содержащих

Биологические методы

основаны на способности микроорганизмов окислять различные органические соединения.
Различают биологическую очистку:
1.

Методы биологической очистки сточных вод в естественных условиях

Почва – это сложный

Методы биологической очистки сточных вод в искусственных условиях

Сооружения биологической очистки разделяют