Основы экологии

И. Н. Жмыхов, 2012

Изложены основы общей экологии, рассмотрены основные нормативные правовые акты в области природопользования и охраны окружающей среды, современные пути решения глобальных и региональных экологических проблем, а также сложившаяся практика организации этой работы на предприятиях. Материал изложен в соответствии с законодательной и технической нормативной правовой базой в области охраны окружающей среды по состоянию на 01.05.2012 г. Для студентов учреждений высшего образования технического профиля. Будет полезно магистрантам, слушателям системы последипломного образования, а также руководителям, специалистам, проектировщикам, работникам служб охраны окружающей среды предприятий и организаций различных отраслей экономики.

Введение

Предмет, задачи и методы современной экологии

В начале третьего тысячелетия нашей эры человечество переживает сложнейший этап своей биографии. Никогда прежде наш земной дом не подвергался таким политическим, физическим и духовным перегрузкам, потому что никогда прежде человек не собирал такую тяжкую дань с природы и не оказывался таким уязвимым перед той технической мощью, которую сам же и создал. Нависла угроза существования разумной жизни на нашей планете, сохранить ее — главная задача всего общества на ближайшее время. Для решения этой проблемы человечество должно объединить все свои интеллектуальные и экономические усилия, забыть религиозные, национальные, политические распри или навсегда уйти в небытие. Поэтому в Концепции национальной безопасности Республики Беларусь большое место отведено рассмотрению внутренних и внешних экологических угроз государству.

В связи с этим в качестве инструмента для решения проблемы выживания и сохранения оптимальной природной среды появилась наука — экология (от греч. oikos — дом, жилище и logos — учение, мысль), призванная выявлять закономерности взаимосвязи природы и общества, природы и человека, оценивать состояние природной среды, прогнозировать ее изменения, вырабатывать конкретные механизмы регулирования и оптимизации взаимодействия между человеческой цивилизацией и природой, а самое главное, на современном этапе она определяет стратегию дальнейшего движения нашей цивилизации.

Подобно тому как четкая постановка проблемы уже содержит определенное ее решение, так и точное название новой области науки уже крайне существенно для ее становления и развития, поскольку устанавливает объект, предмет, методы и направления исследований.

Достижения научно-технического прогресса, с одной стороны, способствуют удовлетворению всевозрастающих потребностей общества в целом и каждого индивида в отдельности, с другой стороны, заведомо отрицательно воздействуют на процессы, протекающие в биосфере, ведут к нарушению ее стабильности. Все технологические процессы и операции до недавнего времени разрабатывались безо всякой оглядки на их воздействие на окружающую среду. Поэтому потребовалось всего лишь несколько десятков лет промышленной революции, чтобы разрушить или дестабилизировать биосферные механизмы, привести к нарушению исторически сложившихся закономерностей в живой природе. Именно выяснение границ гомеостатического равновесия, за пределами которых жизнь в нашем понимании невозможна, анализ воздействия научно-технической революции на устойчивость биосферы и разработка стратегии восстановления являются одной из основных задач современной экологии.

Возникновение экологии как науки было неизбежным, так как к середине XIХ в. накопился колоссальный фактический и теоретический материал, полученный за время великих географических открытий и передела мира. Кроме того, бурное развитие промышленности уже показало те изменения во флоре и фауне, к которым приводит хозяйственная деятельность. Необходима была совершенно новая наука, которая сумела бы соединить все известные естественноисторические, естественные и философские знания в единую систему, объясняющую устройство нашего мира и те изменения, которые в нем происходят.

Название новой науки «экология», предложенное Геккелем, оказалось очень удачным, получило всеобщее признание и быстро распространилось в научном мире. В первые же годы своего существования как самостоятельной науки экология подтвердила высокую эффективность в области теории и практики.

За последнее столетие неизмеримо выросли не только масштабы человеческой деятельности, но и масштабы экологических исследований, их теоретический и методический уровень. Стало характерным внедрение в экологию энергетической оценки анализируемых процессов, системного анализа, математического моделирования, использование точнейшей аппаратуры не только в лабораторных условиях, но и непосредственно в полевых наблюдениях, непрерывного мониторинга состояния окружающей среды с одновременной математической обработкой полученных данных и т. д.

Объектом экологических исследований служат отдельные виды, видовые популяции и сообщества. В соответствии с этим в настоящее время в экологии выделилось три основных направления:

• экология видов (аутэкология);

• экология популяций (демэкология);

• экология биоценозов (синэкология, или биоценология), анализирующая отношение между особями, относящимися к разным видам данной группировки организмов (сообщества), а также между этими организмами и окружающей средой.

Таким образом, предметом исследования экологии являются биологические макросистемы (популяции, биоценозы) и их динамика во времени и в пространстве.

В рамках общей экологии выделились и самостоятельно существуют такие направления, как почвенная и сельскохозяйственная экология, экология растений, экология животных, экология человека и др.

Современная экология вышла за рамки сугубо биологической науки и превратилась в междисциплинарную науку, изучающую сложнейшие проблемы взаимодействия человека с окружающей средой, она возводится в ранг обобщающей науки, которая включает в себя экологические направления разных отраслей знаний.

В настоящее время экология трактуется как отрасль естественных наук, исследующая исторически сложившиеся взаимодействия организмов с окружающей их физико-химической, биотической и антропогенной средой на уровнях видов, видовых популяций, биогеоценозов и биосферы в целом для раскрытия закономерностей указанных процессов и решения актуальных задач хозяйственной деятельности, здравоохранения, охраны природы.

Поэтому представляется в корне неправильным использование таких выражений, как «хорошая (плохая) экология» или «здоровая экология», встречающихся, к сожалению, не только в массовой, но и в научной литературе. Экология не может быть плохой или хорошей, так как это всего лишь название науки, которая бесстрастно исследует явления, причины и следствия.

Для достижения упомянутых целей в экологии используются разнообразные методы исследований и анализа полученных данных, находящиеся в тесной взаимосвязи. Так как в экологии приходится изучать как сам организм, так и окружающую его среду, то совершенно естественно, что экологические исследования носят комплексный характер и осуществляются путем сочетания всех известных науке методов (физико-химических, химических, биологических, биохимических, системного анализа, математического моделирования и др.).

В полевых и лабораторных экологических исследованиях все большее значение приобретает использование современной техники — дистанционной и аэрокосмической телерадиометрии, радиотренинга, ночных наблюдений в инфракрасных лучах и т. д. В поле зрения эколога организм и среда его обитания обязательно находятся вместе. Поэтому экологические исследования неизбежно сопряжены с применением разнообразных методов и технических приемов, зачастую весьма сложных, учитывающих биологические особенности организмов, их поведения и условий обитания.

Знания, накопленные в рамках экологии, позволяют сделать вывод о том, что возврат к дотехногенной биосфере невозможен, и человечество, если оно надеется сохраниться на планете и жить в достаточно комфортных условиях, должно идти вперед от изуродованной его руками техносферы к преобразованной его мыслью и осознанными желаниями ноосфере. В этой связи неимоверно возрастает роль экологии как науки, способной разработать стратегию и тактику такого перехода.

Изучение дисциплины «Основы экологии» является обязательным элементом фундаментальной подготовки специалистов и основой того, что выпускники учреждений высшего образования смогут в ходе своей профессиональной деятельности осуществлять интеллектуальное, образовательное и инженерное обеспечение устойчивого состояния окружающей среды, биологического разнообразия и природно-ресурсного потенциала государства.

Цель дисциплины — формирование у студентов специальных знаний, связанных с закономерностями развития биосферы, техносферы и ноосферы, рационального использования природных ресурсов, обеспечения экологической безопасности и устойчивого развития Республики Беларусь в интересах настоящего и будущих поколений.

Главная задача дисциплины — формирование экологического мировоззрения будущих специалистов, которое позволит им профессионально анализировать и оценивать собственную производственную деятельность в отношении к окружающей природной среде и принимать экологически обоснованные решения.

Конкретные задачи дисциплины — дать специалистам теоретические знания и практические навыки, необходимые для реализации следующих направлений деятельности:

• формирование системных знаний по проблемам охраны окружающей среды в процессе промышленного производства, умений прогнозировать результаты воздействия производства на природную среду;

• формирование экологического сознания, воспитание экологической культуры, чувства ответственности, а также рационального и бережного отношения к использованию природных ресурсов;

• развитие потребности лично участвовать в природоохранной деятельности, в том числе и в пропаганде знаний в области охраны окружающей среды;

• ознакомление с новыми, перспективными, экологически чистыми ресурсо — и энергосберегающими методами природопользования.

В результате освоения дисциплины студентам необходимо знать:

• закономерности развития жизни на Земле, принципы устройства и функционирования биосферы;

• основные проблемы взаимоотношений человека, общества и окружающей среды;

• важнейшие законы классической экологии;

• основные экологические проблемы и мероприятия по охране окружающей среды в отрасли;

• виды мониторинга и нормирование качества окружающей среды;

• экологические требования к размещению и проектированию промышленных и иных объектов;

• направления государственной политики в области рационального природопользования, охраны окружающей среды;

• экономические рычаги управления природопользованием;

• законодательные и другие нормативные правовые акты в области рационального природопользования, охраны окружающей среды;

• систему экологического контроля и государственного управления;

• значение международного сотрудничества в решении глобальных и региональных экологических проблем;

• экологические понятия, термины и определения;

• классификацию и состояние природных ресурсов;

• виды природопользования;

• классификацию источников загрязнения окружающей среды;

• экологическую характеристику производства;

• нормирование выбросов и сбросов вредных веществ в природную среду;

• основные принципы защиты окружающей среды.

Студенты должны уметь:

• проводить экологическую оценку технических и технологических решений;

• обосновывать основные нормативы допустимого воздействия на окружающую среду;

• выбирать необходимое оборудование для очистки газовоздушных выбросов и сточных вод;

• прогнозировать последствия техногенного воздействия на окружающую среду;

• определять экологические аспекты, связанные с производственной деятельностью;

• пользоваться различными источниками информации в области охраны окружающей среды и осуществлять пропаганду экологических и природоохранных знаний в профессиональной деятельности;

• организовывать мониторинг состояния окружающей среды;

• давать экономическую оценку природных ресурсов, ущерба от загрязнения окружающей среды.

В экологии, как в большинстве других дисциплин, термины и определения стандартизированы, что является достаточно важным при рассмотрении правовых взаимоотношений между хозяйственными субъектами. Поэтому в пособии должное внимание уделяется терминологии. Наиболее важными предмето-образующими являются:

• природная среда — совокупность компонентов природной среды, природных и природно-антропогенных объектов;

• окружающая среда — совокупность компонентов природной среды, природных и природно-антропогенных объектов, а также антропогенных объектов;

• благоприятная окружающая среда — окружающая среда, качество которой обеспечивает экологическую безопасность, устойчивое функционирование естественных экологических систем, иных природных и природно-антропогенных объектов;

• компоненты природной среды — земля (включая почвы), недра, поверхностные и подземные воды, атмосферный воздух, растительный и животный мир, а также озоновый слой и околоземное космическое пространство, обеспечивающие в совокупности благоприятные условия для существования жизни на земле;

• охрана окружающей среды (природоохранная деятельность) — деятельность государственных органов, общественных объединений, иных юридических лиц и граждан, направленная на сохранение и восстановление природной среды, рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов, предотвращение загрязнения, деградации, повреждения, истощения, разрушения, уничтожения и иного вредного воздействия на окружающую среду хозяйственной и иной деятельности и ликвидацию ее последствий;

• экологическая безопасность — состояние защищенности окружающей среды, жизни и здоровья граждан от возможного вредного воздействия хозяйственной и иной деятельности, чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера;

• экологический риск — вероятность наступления события, имеющего неблагоприятные последствия для окружающей среды и вызванного вредным воздействием хозяйственной и иной деятельности, чрезвычайными ситуациями природного и техногенного характера;

• требования в области охраны окружающей среды (природоохранные требования, требования экологической безопасности) — предъявляемые к хозяйственной и другой деятельности обязательные условия, ограничения или их совокупность, установленные законами, нормативными правовыми актами, нормативами в области охраны окружающей среды, государственными стандартами и иными техническими нормативными правовыми актами.

Дисциплина «Основы экологии» является естественнонаучной дисциплиной и базируется на знаниях, полученных студентами по биологии, химии, физике и специальным предметам.