Фото 34. Национальный парк «Плещеево озеро» (Переславский район, Ярославская область, Россия)

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 5Следующая ⇒

например, российские Таймырский, Командорский имеют площадь, соответственно, 2,25 и 1,4 миллионов га, а некоторые заповедники могут занимать всего несколько сотен га. Наиболее важны биосферные заповедники, где ещё сохраняются первозданные природные ландшафты и поддерживается интенсивный круговорот веществ. В значительной степени в их основе – климаксные (либо субклимаксные) сообщества с высоким видовым разнообразием. В Российской Федерации таких заповедников – 16 (например, Приокско-террасный, Баргузинский, Астраханский, Байкальский, Воронежский, Дарвинский и др.). В отличие от заповедников, в национальных парках хозяйственная деятельность может быть разрешена, хотя и сильно ограничена. Главное: там разрешён организованный туризм. В качестве их примеров можно назвать: Йеллоустон вСША,Серенгети в Танзании, Королевы Елизаветы в Уганде, Этоша в Намибии и другие. Именно на деньги от туризмаони, главным образом, и существуют. Внутри национальных парков иногда выделяются особо охраняемые зоны, доступ куда

для туристов настоящее время бывает закрыт, а также выделенные зоны для проживания местного населения и их жизнедеятельности.

В национальных парках пока удаётся сохранить многие виды африканской саванны или редчайшие реликтовые деревья Северной Америки – секвойи. В СШАболее 40 % территории страны существует в режиме национального парка. В России первый национальный парк – Сочинский был организован в 1983 году. Внастоящее время появились природные парки с их расширенным использованием для отдыха посетителей. К большому сожалению, в некоторых природных парках их владельцы за большие деньги разрешают охотникам из разных стран мира убивать животных, в том числе, редких. Так, в Африке, о чём мы уже говорили, продолжают охотиться на львов, несмотря на то, что этот замечательный вид уже находится под угрозой полного исчезновения (в природе осталось менее 20 тысяч особей, уже наблюдаются тревожные признаки вырождения данного вида). В заказниках обычно охраняются отдельные, единичные виды организмов, а, точнее, запрещается их добыча (сбор или охота). Например, бывают бобровые, орхидные, медвежьи заказники и т. п. Памятники природы – объекты, которые нельзя уничтожать. Ими могут являться реликтовые рощи, отдельные деревья, крупные, красивые камни и т. п. Считается, что, для надёжного сохранения природного наследия, площадь охраняемых территорий должна составлять в идеале не менее 6% от территории каждой страны. Некоторые учёные считают, что площадь охраняемых территорий должна занимать до половины территории в каждой стране, что, конечно, не везде возможно. Важную, незаменимую роль в сохранении видового разнообразия растений и животных играют и могут играть в дальнейшем дендрологические парки, ботанические сады и зоопарки. Но эти объекты должны быть современными: с просторными территориями, вольерами, загонами, с хорошо организованным уходом за растениями и животными и их размножением.

Большое значение для сохранения видового разнообразия планеты имеет также борьба с загрязнением природной среды (рассмотрим эту проблему дальше).

Для сохранения всех компонентов дикой природы, естественных ландшафтов не менее важен уже упоминавшийся нами человеческий гуманизм. Его воспитанию посвятили свои прекрасные произведения многие отечественные и зарубежные писатели, поэты, публицисты, художники, сценаристы. В их числе: Ч. Айтматов, С. Залыгин, В. Астафьев, В. Распутин, Ф. Моуэт и другие авторы (см. список литературы). Необычайно проникновенным стал документально-исторический фильм Б. Васильева в двух частях под общим названием «Мать-Волга». Множество замечательных природоохранных фильмов создали и создают наши зарубежные коллеги из США, Великобритании, Австралии и других стран. Прочитайте, посмотрите хотя бы что-нибудь из названного, и вы никогда этого не забудете!

Мы начали урок стихами Роберта Рождественского. Закончим его тоже стихами. Другой выдающийся поэт Евгений Евтушенко проникновенно написал:

« Берегите эти земли, эти воды,

Даже малую былиночку любя,

Берегите всех зверей внутри природы,

Убивайте лишь зверей внутри себя!»

А вот - поэтический призыв Станислава Куняева:

«Я люблю тебя, большое время, Не губи последнего болота,

Но прошу - прислушайся ко мне: Загнанного волка пощади,

Не убей последнего тайменя, Чтобы на земле осталось что-то,

Пусть гуляет в тёмной глубине. От чего щемит в моей груди».

Контрольные вопросы и задания

1. Приведите примеры разрушительного воздействия человеческой деятельности на дикую природу планеты.

2. Каковы последствия этих событий?

3. В чём состоит содержание охраны природы как направления экологической науки7

4. Раскройте в сравнении содержание понятий «заповедник», «национальный парк», «заказник», «памятник природы». Приведите примеры таких объектов на территории своего региона.

5. Каково экологическое значение зоопарков и ботанических садов? Назовите известные вам зоопарки и ботанические сады.

6. Что, по Вашему мнению, является наиболее важным в деле сохранения дикой природы планеты?

Углубим познания

1. Согласно объединённыи научным данным, за полувековой период с 1970 по 2020 годы количество живых организмов в экосистемах мира сократилось на 2/3. На первом месте по этому показателю – страны Латинской Америки, далее идут Африка и Азия. Основной причиной названа вырубка тропических лесов и распашка земель для всёвозрастающего населения этих регионов.

2. Экологически неграмотная, алчная политика при заготовках древесины порой доводит до абсурдных ситуаций. Так, африканская страна Нигерия в погоне за прибылью от продаж в Америку и Европу полностью уничтожила на своей территории в конце XX века природные плантации очень ценного красного дерева

махогэни (обладает красивым цветом и фактурой древесины). Неожиданно

обнаружив это, нигерийцы стали закупать его в соседних странах, то есть

превратились из экспортёров в импортёров. Логично предположить печальную

участь этого вида и на других территориях.

3. К сожалению, многие виды исчезают быстрее, чем мы успеваем их изучить и научиться использовать для своих практических нужд. Так, из описанных ботаниками около 250 тысяч видов растений примерно 3 тысячи могут использоваться в пищу, но не более 200 освоены. Из них лишь 20 видов имеют большое экономическое значение. Многие растения обладают лекарственными свойствами, но не все из них пока используются для лечебных целей. Например, не так давно стало известно, что препарат из дикого вида барвинка с острова Мадагаскар оказывает эффективное действие при лечении детской лейкемии, и он уже принёс его производителям прибыль на сотни миллионов долларов.

4. В настоящее время ведётся большая воспитательная, пропагандистская работа представителями природоохранных организаций с коренным населением ряда стран, с целью спасения сокращающихся видов диких животных. Например, в племени масаев ( Кения ) издавна существовала традиция – при воспитании молодых воинов обучать их убийству львов, что считалось признаком доблести и отваги. Нелегко было убедить их отказаться от этой варварской традиции, но сдвигов в этом направлении достичь удалось. Важность экологического образования и воспитания здесь – налицо.

5. Энтомологи Германии пришли к выводу, что общая биомасса летающих насекомых в их стране уже сократилась на 76% и продолжается с угрожающей скоростью. Сокращается она и в нашей стране. Усугубляет это явление и изменение климата на планете, к примеру, неожиданные вторжения холода летом, после жаркого периода, что ведёт к негативным последствиям для популяций летающих насекомых. Подобное, к примеру, случилось летом 2019 года в центральной России , и это привело к сокращению кормовой базы для насекомоядных птиц. Чёрные стрижи, стремительные городские летуны, пострадали и от бескормицы, и от холодных ночей. Многие из них в российских городах в начале июля буквально падали вниз, с признаками истощения и оцепенения. Спасти удалось не всех.

6. Снижению численности популяций многих животных, в том числе, насекомых, может способствовать увеличение численности … автомобилей. Подсчитано, что за 1 км движения одной автомашины по открытой местности (в тёплый, летний период) о её ветровое стекло разбивается до 3 тысяч насекомых. На каждых 27 километрах городского маршрута автотранспорта ежедневно уничтожается 1 экземпляр позвоночных животных (гибнут не только домашние животные , например, кошки, собаки, но идикие–воробьи, ежи, лисы, лоси и др.).

7. Жестокие, иногда варварские способы рыболовства часто ведут к гибели и сокращению численности популяций не только рыб, но и других морских животных, например, китов, тюленей. Так, в начале июня 2019 года десятки краснокнижных кольчатых нерп погибли в рыбачьих сетях (их самовольная установка, особенно, в это время года, запрещается) в Финском заливе и ближайших малых реках.

8. Согласно исследованиям британских учёных, с 2000 по 2009 годы количество бабочек в фермерских районах Великобритании сократилось на 58 %. Учёных тревожит то, что исчезают даже те виды, которые способны выживать в различных средах и питаться разнообразной пищей. Основными причинами данного явления они считают антропогенное изменение среды обитания (в том числе, изменение климата), широкое применение пестицидов и минеральных удобрений, распространение некоторых, весьма вредоносных видов клещей.

9. Очень доверчивая к людям северная пятнистая сова, обитающая в Северной Америке, имеющая редкий, шоколадно-коричневый цвет глаз, становится всё более редкой. Помимо прямого негативного влияния людей, усугубляет ситуацию ужесточившаяся конкуренция с проникающим на её территорию другим видом Совообразных - пёстрой неясытью.

10. Из 23 тысяч видов рыб человек использует для питания около 900, а в основе мирового потребления рыбы – 12 видов; половина мирового промысла базируется всего на 4 видах. Это – перуанский анчоус, южно-африканская сардина, японская сардина и минтай. В то же время, мировой вылов рыбы, который составлял в 1900 году около 4 млн тонн, увеличился за столетие более чем в 22 раза. Около 85% мировых рыбных запасов подвергается значительной эксплуатации человеком, а 28% - чрезмерной эксплуатации. В Западной Африке запасы прибрежных рыбных промыслов сократились за последние полвека более чем в 2 раза. Поголовье всех видов акул сократилось на 80%, а треть видов находится на грани вымирания. Численность даже самой крупной и известной из хищных акул белой акулы, по оценкам специалистов, составляла на начало 2019 года не более 3,5 тысяч особей, что для всего мирового океана крайне мало. В Северном море очень сильно сократилась численность камбалы, пикши, белокорого палтуса . В опасном положении находятся океаническая сельдь, морской окунь и даже треска.

11. Проблемами охраны природы в нашей стране, как это ни удивительно, были обеспокоены и занимались разные правители в разные исторические эпохи. Ещё в XIV - XV веках на южных границах Руси были определены так называемые «засечные леса», которые категорически запрещалось рубить. Более 60 природоохранных указов издал Пётр I . В них, в частности, содержался запрет на рубки пойменных лесов и сброс в реки некоторых видов отходов. За невыполнение царских указов предусматривались весьма жестокие наказания. В конце XIX – начале XX веков в России возникло движение за охрану редких природных объектов. После 1917 года движение за охрану природы стало поддерживаться государством. Немало важных природоохранных решений, например, по организации заповедника в дельте Волги, охране лесов принадлежит В. И. Ленину. Только за его подписью вышло 234 природоохранных декретов и постановлений. В 1924 году было организовано Всероссийское общество охраны природы (см. главу 3, тему 2, раздел «Углубим познания») . В 1929 году состоялся Первый Всероссийский съезд по охране природы. В его резолюции охрана природы рассматривается как «единая система мероприятий, направленных на защиту, развитие, качественное обогащение и рациональное использование природных фондов страны». В 50-е годы XX века начинают приниматься первые республиканские законы по охране природы и охране окружающей среды человека. В дальнейшем в нашей стране принималось множество правительственных постановлений, было сформировано экологическое законодательство страны.

12. На территории нашей страны – более 1500 заказников, занимающие около 3% от территории страны. Самый северный из них – Земля Франца – Иосифа (его площадь – 42 тысячи км²). В нём охраняются моржи, белые медведи , виды птиц .

13. Старейшим заповедником, организованным ещё на территории царской России, можно считать заповедник Аскания-Нова, площадью около 11 тысяч га, расположенный ныне на территории Украины, в Херсонской области. Он был основан ещё в 1856 году герцогом Фридрихом Эдуардовичем Фальц-Фейном , потомком немецких колонистов, в своё время направившихся осваивать южноукраинские степи, - после того, как его семья приобрела права на эту землю. Вначале здесь он организовал зоопарк и дендропарк (по существу, ботанический сад, где сегодня собрано более 150 видов деревьев и кустарников). Зоопарк по условиям содержания стал комбинированным: для животных со всего земного шара построили просторные вольеры, часть из них содержится на открытом воздухе. После Октябрьской революции заповедник был объявлен парком для рабочих и крестьян, а в 1921 году ему присвоили статус Государственного степного заповедника.

14. В 1945 году, в междуречье бассейнов рек Волги и Шексны, примыкающем с запада к Рыбинскому водохранилищу, решением Совета народных комиссаров был организован единственный в Ярославской области заповедник – Дарвинский государственный природный заповедник (на территории Ярославской области находится только его юго-восточная часть). Цель его создания заключалась в изучении влияния рукотворного моря (Рыбинского водохранилища) на все элементы природы этой территории. Площадь заповедника составляет около 112630 га. При этом более 50 тысяч га занимают леса, 46 тысяч га приходится на прибрежные территории и различные внутренние водоёмы, остальную площадь занимают болота и луга. В 2002 году Дарвинский заповедник получил статус Международного биосферного резервата ЮНЕСКО (говоря проще, статус биосферного заповедника). В заповеднике охраняются виды, занесённые в Красную книгу России: из растений – венерин башмачок, ятрышник шлемоносный, офриснасекомоносная, из животных – чернозобая гагара, орёл-беркут, орлан-белохвост, скопа, большой подорлик, филин, белая куропатка.

15. Национальный парк в Ярославской области – тоже один: Национальный парк «Плещеево озеро», на территории которого расположено озеро Плещеево. Парк был создан 17. 07. 1998 года на базе Переславского природно-исторического парка облатного значения, образованного, в свою очередь, 26. 09. 1988 года, постановлением Совета министров РСФСР. Он расположен в границах Переславского муниципального округа и г. Переславля-Залесского. Площадь парка – более 24 тысяч га, из них к ООПТ относится 21712 га. Основной природной ценностью парка является само озеро Плещеево. На территории парка находятся 1 памятник природы (Синий камень), 26 памятников археологии, 2 памятника архитектуры, 2 памятника истории. В лесной фонд парка вошли ценные лесные массивы: урочище Кухмарь, сосновый бор у села Соломидино, сосновый лес в местечках Симак и Урев (там находятся Пришвинские места), лес у часовни «Крест». В парке подлежат охране такие виды как венерин башмачок настоящий, ряпушка переславская, бобр и ряд других. В парке бывает много туристов, проводятся образовательные мероприятия для школьников, такие как научно-практическая конференция «Экос. Актуальные проблемы охраны природы», эколого-краеведческая экспедиция «Мы – дети Волги» и другие.

16. Заказников в области на 2021 г. организовано 44, среди них есть выхухолевый, орхидный, бобровый и др. Особенно важен Государственный природный заказник «Ярославский», созданный 12. 08. 1958 года приказом Главохоты РСФСР № 214 «с целью охраны типичной и уникальной фауны, а также как резерват охотничьей фауны, способствующий расселению диких животных». Заказник расположен на западном берегу Костромского водохранилища (так называемые Костромские разливы), в низовьях рек Соть, Касть, Вопша, на территории Даниловского и Некрасовского районов Ярославской области. В этом заказнике охраняемыми объектами являются более 40 видов млекопитающих (в т. ч. выхухоль обыкновенная) и 200 видов птиц (в том числе, орлан-белохвост). Из редких и охраняемых растений на территории ООПТ, в том числе, заказников Ярославской области, встречаются также ятрышник пятнистый, ирис сибирский, борец Флёрова, росянка английская, кувшинка белая,солонечник русский, неоттианта клубочковая, тайниксердцевидный и некоторые другие виды. Из видов животных, требующих охраны, можно дополнительно назвать ряпушку белозерскую, виды летучих мышей (например, рыжую вечерницу), рысь,сову полярную, филина.

Различных памятников природы на всей территории Ярославской области – 321.

17. В настоящее время в мире насчитывается около 2 тысяч ботанических садов – заведений, имеющих коллекции различных видов растений. В них ведётся научная работа по их сохранению и размножению. Наиболее богаты коллекции растений в Королевских ботанических садах Кью в Лондоне (более 70 тысяч видов), в Монреальском ботаническом саду (Канада, 21 тысяча видов). В России имеется 73 достаточно больших ботанических сада. Первыми такими садами стали Аптекарские огороды, основанные Петром I в Москве (1706 г.) и в Лубнах (1709 г.), а также основанный им же Аптекарский сад в Санкт-Петербурге (1714 г.) В Главном ботаническом саду РАН им. Н. В. Цицина, занимающем площадь более 300 га, произрастает более 15 тысяч растений .

18. На сегодняшний день в мире – более 900 зоопарков. Самыми крупными из них в Европе являются: Амстердамский (содержится около 21300 видов), Берлинский (1700 видов), Лондонский (около 1000 видов), Московский (около 700 видов). В 2010 году был открыт и зоопарк в Ярославле. В Ярославском зоопарке, конечно, значительно меньше видов, чем в вышеназванных, но зато есть представители краснокнижных, уникальных видов: лошади Пржевальского, куланы (в природе они уже практически не встречаются), белые тигры, обезьяны игрунки и другие.

19. Нельзя, хотя бы кратко, не рассказать о важной природоохранной деятельности выдающегося отечественного учёного Даниила Николаевича Кашкарова (1878 – 1941, см. фото 36). Мы о нём уже упоминали, рассматривая жизненные формы (см. часть 1). Его считают одним из основателей отечественной школы экологов. Родился он в Рязани, учился на естественном отделении физико-математического факультета Московского университета. Затем закончил медицинский факультет того же университета, но врачом не стал, а увлёкся зоологическими исследованиями и природоохранной деятельностью. Работал в Средней Азии. Именно там он пришёл к выводу о необходимости спасти вид местной антилопы – сайгака от полного истребления. В 1931 году он пишет письмо об этом в Госкомитет по охране природы НКП РСФСР, что сыграло в дальнейшем важную роль в организации охраны сайгаков. Уже в 1924 году он читает курс лекций по экологии, выступает с докладом «Экология в современной зоологии». Участвует в экспедициях по делам музеев, охраны памятников искусства и природы в Средней Азии. Его главной целью становится организация заповедников на этих территориях. В 1927 году, благодаря его влиянию, был основан заповедник Асу-Джебаглы в Казахстане. В 1928 году он создаёт лабораторию экологии животных. В дальнейшем Кашкаров приостанавливает свою природоохранную деятельность из-за политической ситуации в стране. Политика репрессий и война подорвали его здоровье. Умер он от 26. 11. 1941 года, во время эвакуации из Ленинграда.

20. Большой вклад в дело охраны природы внёс, также уже упомянутый нами,

отечественный учёный, зоолог, эколог Николай Фёдорович Реймерс (1931 – 1993, см. фото 37). Он глубоко изучал роль различных животных в организации экосистем, занимался организацией заповедников, в частности, работал заместителем директора по науке в Приокско-Террасном заповеднике, в Главном управлении по охране природы, заповедникам и охотничьему хозяйству Министерства сельского хозяйства СССР. Занимался экологическими исследованиями, был прекрасным преподавателем, автором экологических и биологических словарей и учебных пособий; в конце жизни был инициатором создания и главным деканом экологического факультета МНЭПУ (Московского негосударственного эколого-политологического университета). Широко известен его «Экологический манифест»), в котором он эмоционально, с болью в душе обращается к молодому поколению с призывами и правилами, направленными на сохранение существующей биосферы и самого человека, на гармонизацию отношений человека и природы планеты. По мнению Б. М. Миркина (другого известного эколога) Реймерс «…остро чувствовал заказ времени на разработку концепции выживания человечества и, в то же время, ощущал неподготовленность научного сообщества россиян к исполнению этого заказа». Н. Ф. Реймерс ощущал необходимость развития социальной экологии. В последней своей книге он сформулировал и систематизировал более 200 экологических законов, правил и принципов.

21. Немалый вклад в природоохранную деятельность внёс другой учёный – Николай Николаевич Воронцов (1934 – 2000), доктор биологических наук, профессор, первый министр природопользования и охраны окружающей среды СССР, председатель Госкомприроды СССР (1989 – 1991), эколог, зоолог, генетик, эволюционист. Разработал новую модель охраны природы в стране, многое сделал для развития заповедного дела в России.

22. Должны мы помнить и Алексея Владимировича Яблокова (1933 - 2017), доктора биологических наук, профессора, эколога, общественного деятеля. С 1992 года он был советником Президента России по экологии, а затем Государственным советником РФ по политике в области экологии и охраны здоровья, Председателем Совета при Президенте РФ по экологической политике, был депутатом Государственной Думы от партии «Яблоко», занимал и другие важные должности. Был основателем и председателем отделения ГРИНПИС в СССР. Он много сделал для принятия властями нашей страны важных решений, направленных на улучшение экологической ситуации в стране. А. В. Яблоков внёс большой вклад в развитие эволюционной экологии. В морфологии животных он выделил новое направление – популяционную морфологию и фенетику организмов. Совместно с Н. Н. Воронцовым и Н. В. Тимофеевым-Ресовским он написал учебник по теории эволюции, выдержавший несколько изданий. До конца своих дней Алексей Владимирович выступал по волнующим его проблемам.

23. Алексей Меркурьевич Гиляров (1943 – 2013) очень много сделал для популяризации экологии как науки, изучал её историю, написал ряд очень хороших учебников и, в целом, более 100 научных работ. Происходил из семьи потомственных учёных. Учился в МГУ, впоследствии стал его преподавателем, профессором кафедры общей экологии, членом-корреспондентом РАН. Был также гидробиологом, ихтиологом. Изучал динамику численности популяций планктонных рачков – дафний. Стал автором таких учебников, как «Динамика численности пресноводных планктонных ракообразных» (1987 г.), «Популяционная экология» (1990 г.), «Судьба степей» (1997 г.), «Экология биосферы» (2013 г., вышел уже после его смерти и редактирования учениками в 2016 году). Был человеком энциклопедических знаний и экологом широкого профиля. Выступал против идеологии потребления, от которой страдает дикая природа планеты. Занимался разработкой концепции школьного экологического образования, универсальной парадигмой в экологии. Был отличным полевым биологом-исследователем. Умер в 2013 году.

Новые понятия, названия, термины

Ландшафты: природные, антропогенные, техногенные. Урбанизированные территории. Охрана природы. Энвайронментология. Особо охраняемые природные территории. Государственные природные заповедники, государственные природные заказники, национальные парки. Заповедники: Таймырский, Командорский. Биосферные заповедники: Приокско-террасный, Баргузинский, Байкальский, Астраханский. Дарвинский, Воронежский. Национальные парки: Йеллоустон, Серенгети, Королевы Елизаветы, Этоша, Сочинский. Природные парки. Памятники природы. Заказники: бобровые, орхидные, медвежьи, выхухолевый. Дендрологические парки. Ботанические сады, зоопарки. Лекция «Потребительское общество против биологического разнообразия». Документально-исторический фильм «Мать-Волга». Красное дерево. Экспортёры, импортёры. Лейкемия. Масаи. Всероссийский съезд по охране природы (1929 год). Заповедник «Аскания-Нова». Заповедник Асу-Джебаглы. Международный биосферный резерват ЮНЕСКО. Переславский природно-исторический парк «Плещеево озеро». Урочище Кухмарь. Костромские разливы. Пришвинские места. Зоопарки: Амстердамский, Берлинский, Лондонский, Московский, Ярославский. Королевские ботанические сады Кью. Монреальский ботанический сад. Аптекарские огороды. Аптекарский сад. Главный ботанический сад РАН им. Н. В. Цицина. Морфология животных. Популяционная морфология, фенетика организмов.

Тема 2.Загрязнение природной среды – мировая экологическая угроза. Экологические проблемы атмосферы и пути их решения

Лишь не очень давно мы, люди стали по-настоящему осознавать опасность

загрязнения природной среды, но, в первую очередь, из-за того, что оно стало приносить вред здоровью самого человека. Решением проблемы защиты среды

обитания человека, сохранения её приемлемых для жизни качеств занимается

прикладное экологическое направление – охрана окружающей среды, близкое

охране природы, но всё же ставящее во главу угла именно среду, окружающую

человека и человеческое общество. По сути, это тоже направление, часть энвайронментологии (см. тему 1).

Человек – обитатель наземно-воздушной среды, он дышит атмосферным воздухом, поэтому последствия загрязнения атмосферы чувствует наиболее быстро. Если от употребления, например, загрязнённой воды мы можем на значительный отрезок времени отказаться, зная, что успеем достичь её чистого источника или запаса, то не дышать можно, в среднем, не более 1-2 минут, поэтому людям часто приходится дышать очень загрязнённым воздухом. Приходится это делать и сухопутным животным, живущим рядом с нами.

Выбросы в атмосферу вызваны, в основном, промышленным производством, автотранспортом, тепловыми электростанциями. Свою долю в общие выбросы вносят также газообразные отходы жизнедеятельности городов и сельское хозяйство. Иногда к этому процессу подключаются природные катаклизмы, например, извержения вулканов. В настоящее время в атмосферу планеты, в первую очередь, в городах мира, особенно крупных, выбрасывается более 2000 разновидностей различных потенциальных загрязнителей в количестве более 19 млрд тонн; некоторые из них вызывают значительные и, порой, опасные загрязнения. Атмосферные загрязнения бывают всех известных разновидностей: химическими, физическими, химико-механическими, физико-химическими, биологическими, информационными (см. раздел 1). В настоящее время сильно загрязнён воздух во многих крупных городах мира, в том числе, и в городах нашей страны (см. фото 41). В списке наиболее загрязнённых - города с развитой промышленностью, особенно, с наличием металлургических предприятий, значительным числом тепловых электростанций, крупными свалками, а также с большим количеством транспорта. К таким городам относятся: Норильск, Братск, Новороссийск, Магнитогорск, Липецк, Нижний Тагил, Омск, Челябинск, Санкт-Петербург, Новокузнецк, Южно-Сахалинск, Иркутск, Чита, Новочеркасск, Красноярск, Москва. Но не идеальна ситуация – и во многих других российских городах. Известно, что многие заболевания человека обостряются во время его жизни, работы в загрязнённой атмосфере, что является прямым последствием загрязнения. Проявляются прямые последствия и в ущербе для здоровья и численности популяций других видов организмов. Но, если вы помните, существуют не только прямые, а икосвенные последствиязагрязнения. Они выражаются через цепь последовательно возникающих явлений, процессов, конечный результат которых приносит человечеству и природе, биосфере планеты какой-то ущерб. К ним относятся уже рассмотренные нами (см. часть I) явления парникового эффекта, кислотных осадков и разрушения озонового слоя планеты, создающие серьёзные проблемы для человечества и имеющие глобальный (т. е. всемирный, общепланетарный) характер. Сегодня многое делается для их решения. Особенно актуальной в настоящее время является проблема потепления климата на планете и связанный с этим «парниковый эффект». Основной вклад в него, как утверждают многие учёные, вносит выбрасываемый в больших количествах углекислый газ. Однако некоторые исследователи, в том числе, российские, утверждают, что признаков существенного накопления углекислого газа в атмосфере пока не наблюдается, тем более что его повышенное количество, по принципу гипотезы Геи Джеймса Лавлока (см. главу 1, тему 1), поглощается Мировым океаном, переводится его обитателями в карбонаты, в первую очередь, в карбонат кальция, который затем оседает в донных отложениях. Кроме того, часть дополнительно поступающего в океан углекислого газа, вступая во взаимодействие с водой, образует угольную кислоту, которая увеличивает кислотность морской воды (это – тоже негативное явление, которое уже фиксируется исследователями). Ряд исследователей основной причиной потепления на планете считают повышенную солнечную активность (вспомните это понятие!), которая зафиксирована в этот же период времени. Некоторые учёные (например, в своё время Ю. А. Израэль) вообще высказывали мнение о преувеличении роли антропогенных факторов в процессе глобального потепления. Конечно, способствуют потеплению и тепловые излучения населённых пунктов, особенно крупных городов – мегаполисов, промышленных предприятий, транспорта, но их вклад в процесс потепления, согласно расчётам, пока не признаётся существенным. Поэтому точная начальная причина потепления климата пока не может считаться окончательно установленной. Однако, существует своего рода цепная реакция, «эффект домино», когда начавшееся не так давно таяние вечной мерзлоты в приполярных регионах, в том числе, нашей страны, освобождает из неё немалые запасы метана, который является сильным парниковым газом (в 72 раза более эффективным, чем углекислый газ). И вот это – уже существенно. Много метана выделяется также из навоза крупного рогатого скота, и это, в связи с активным развитием животноводства во многих регионах мира, становится весьма значимым фактором. Однако, ощутимый рост выбросов метана по этой причине стал происходить не столь давно. Есть, правда, ещё один фактор, который часто забывают, а он также может быть мощным источником парниковых газов, в основном, углекислого газа и метана. Это - постоянно растущие свалки, в первую очередь, в окрестностях городов. Возникающий дополнительный разогрев воздуха приводит, в свою очередь, к усилению испарения воды из водоёмов и росту содержания в воздухе водяного пара. Он, если помните, – тоже парниковый газ, причём эффективнейший. Сильным парниковым газом, тоже более эффективным, чем углекислый газ, является и озон, количество которого в атмосфере, причём, не только в верхних слоях атмосферы, зависит от интенсивности солнечного облучения. Средняя температура воздуха на планете за последние примерно 70 лет уже поднялась более чем на 1,2⁰ С. Потепление климата на планете в целом, к сожалению, не ведёт к равномерному потеплению в каждом регионе. Напротив, климат становится нестабильным, усиливаются ветра, в тропических регионах всё чаще можно наблюдать выпадение снега, в пустынях – дожди, а в умеренных и северных широтах – оттепели зимой и, порой, небывалые холода летом, а также неожиданно наступающие в неподобающее время затяжные засухи. Всё более интенсивными и разрушительными становятся ураганы, смерчи, тайфуны, катастрофические ливни в средних широтах. Появляются и неожиданные последствия глобального потепления. Например, из-за таяния вечной мерзлоты в 2020 году на ТЭЦ-3 под Норильском произошло повреждение фундамента под ёмкостями с топливом и самих ёмкостей. Почти 22 тысячи тонн нефтепродуктов вылились в ближайшую реку. Потребовались огромные усилия многих людей. государственных органов для ликвидации последствий этого ЧП.

Ряд учёных указывают также на факторы (например, атмосферную пыль в городах), способствующие изменению климата, наоборот, в сторону похолодания, что

уменьшает действие парникового эффекта (вспомните гипотезу Геи Д. Лавлока),

хотя влияние этих факторов, видимо, не столь существенно.

Поэтому сегодня мы можем однозначно утверждать лишь о наличии глобального изменения климата. Об этом нас предупреждал в своё время изучавший тепловой баланс планеты отечественный выдающийся климатолог, эколог Михаил Иванович Будыко. Дальнейшее развитие последствий этого процесса пока трудно предсказуемо. Но уже тысячи учёных во всём мире говорят о наступающей климатической катастрофе на планете. К сожалению, можно не сомневаться, что в ближайшие годы её начальные проявления будут только усиливаться.

Для предотвращения развития негативных сценариев глобального потепления в 2005 году 38 развитых стран мира подписали на конференции в Японии так называемый Киотский протокол, в котором предусмотрено ограничение выбросов в атмосферу парниковых газов, в первую очередь, углекислого газа. Каждой стране были установлены ежегодные квоты (разрешённые объёмы) таких выбросов, за пределы которых государства не должны выходить. Эти объёмы определяются расчётным путём, с учётом количества потреблённого топлива. Но, если ежегодная квота страной не выбирается, то недобор разрешается продавать другим странам – участникам соглашения. Главное – чтобы не превышался суммарный предельный объём углекислоты, выбрасываемой автотранспортом, промышленными предприятиями и тепловыми электростанциями всех стран. В 2015 году дополнением к Киотскому протоколу стало Парижское соглашение по климату. Документы этих конференций подписала и наша страна, но не подписали США. Есть мнение, что предусмотренные ограничения для стран придуманы определёнными кругами на Западе не с целью улучшения экологической ситуации на планете, а с целью затормозить экономическое развитие развивающихся стран, которые могли бы составить конкуренцию передовым странам. В последнее время появилась разумная идея о том, что наилучшим способом стабилизировать количество углекислого газа в атмосфере (если оно действительно увеличивается) стала бы высадка на всех свободных участках планеты большого количества деревьев (по расчёту, можно высадить около 1,2 триллионов экземпляров!). Это могло бы также снизить остроту проблемы разрушения природных экосистем, снижения в них видового разнообразия. Поэтому обращаюсь к вам с призывом: сажайте больше деревьев!

Проблема кислотных осадков решается улучшением очистки промышленных и транспортных выбросов, в первую очередь, от кислотообразующих оксидов (диоксидов азота и серы). Острота этой проблемы во многих странах в настоящее время снизилась. Причины этого – следующие:

а) разработка автомобильных двигателей новых поколений (Евро-4, Евро-5 и Евро-6), с улучшенной очисткой выхлопных газов и с применением гибридных двигателей (использующих, крометоплива на основе нефтепродуктов, ещё и электрическую тягу); б) переход многих тепловых электростанций, сжигавших уголь, на природный газ; в) снижение и улучшение очистки промышленных выбросов. Однако, говорить о полном и окончательном решении данной проблемы пока ещё рано.

Не решена и проблема разрушения озонового слоя планеты. Озоновые разрежения (дыры) в атмосфере неоднократно фиксировались в последние годы в разных регионах планеты, в том числе, и в нашей стране. Прекращение использования лёгких фреонов и снижение промышленных и автотранспортных выбросов разрушающих озон диоксидов азота и серы в атмосферу (вызывающих также образование кислотных осадков), безусловно, сыграло здесь положительную роль. Но остались другие негативные воздействия на озоновый экран планеты: запуски космических аппаратов, выбросы двигателей растущего числа самолётов, автомобилей и разложение азотных минеральных удобрений, с выделением в атмосферу того же NO₂, а, возможно, и другие факторы.

Необходимо делать всё от нас зависящее для снижения атмосферных загрязнений. Но, конечно, мы пока, к сожалению, не можем влиять на вулканическую деятельность или воспрепятствовать падению метеоритов, увеличивающих количество пыли в

атмосфере. В наших силах снизить лишь количество антропогенных загрязнений.

Важными путями снижения загрязнения атмосферы являются использование в промышленном производстве новых материалов и технологий, а также очистка промышленных выбросов на предприятиях от пыли и так называемых отходящих газов. Новые материалы должны содержать значительно меньше вредных компонентов (так называемых ингредиентов), способных вызвать загрязнение

внешней среды, но не ухудшать, при этом, эксплуатационных качеств создаваемой из них готовой продукции. Например, в сталелитейном производстве издавна применяются формы для заливки жидким металлом, с целью получения заготовок для их дальнейшей обработки и использования в производственном процессе. К этим формам есть два основных требования: достаточная пластичность и, в то же время,

устойчивость к разрушению. Раньше их делали из фенольных смол, но, в процессе их изготовления и эксплуатации, в воздух выделялось много токсичных фенольных соединений.

Замена смолы с высоким содержанием фенола на смолу, которая его почти не содержит, но такую же качественную, позволила значительно сократить выбросы фенола в атмосферу, без дополнительной очистки отходящих газов. Образующиеся на производстве отходящие газы, газопылевые смеси можно очищать в специальных аппаратах, позволяющих значительно снизить содержание в них вредных ингредиентов и, тем самым, уменьшить негативное воздействие предприятия на окружающую среду. Существует множество способов такой очистки и соответствующих установок, аппаратов, которые специально производят некоторые предприятия. Для очистки от пыли созданы различные типы пылеуловителей. При пропускании через них загрязнённого воздуха вредные пылевые компоненты задерживаются за счёт сил гравитации, инерции, электрической ионизации, их дальнейшем осаждении и удалении из воздушного потока. Применяются аппараты так называемой сухой и мокрой очистки. Примерами установок первого типа могут служить различные циклоны, ротационные, радиальные и вихревые пылеуловители, электрофильтры. Извлекаемая из воздушного потока пыль собирается в специальные ёмкости - бункеры и затем утилизируется: чаще всего собирается и вывозится на полигоны для захоронения твёрдых отходов. Существуют методы извлечения из собранной в результате очистки отходящих газов пыли полезных для дальнейшего использования ингредиентов, например, частиц металлов. Под мокрой очисткой подразумевается очистка газов с применением воды и водных растворов, которые могут поглощать из них вредные примеси. Поглощение веществ жидкостями называетсяабсорбцией. Часто с целью очистки газов используется обычная вода. После этого процесса она становится загрязнённой, поглощая основную часть газовых примесей. Эта вода сбрасывается в систему канализации, то есть является сточной. Затем требуется очистка этой воды от полученных загрязнений, но такая очистка в настоящее время хорошо отработана. В аппаратах мокрой очистки применяется также контакт газовых выбросов с растворёнными в воде особыми материалами - хемосорбентами, поглощающими вредные вещества и вступающими с ними в химические реакции (процесс хемосорбции, разновидность абсорбции). При этом образуются новые соединения, из которых хемосорбенты затем восстанавливаются (регенерируются), а связанные ими вредные вещества собираются и обезвреживаются. Часто продукты таких реакций значительно безопаснее веществ, содержащихся в отходящих газах, поступающих на очистку. Используется также процесс адсорбции загрязнителей атмосферного воздуха твёрдыми пористыми материалами и веществами (активными углями, доломитами, карбонатом кальция и некоторыми другими веществами и материалами). Существуют, кроме того, каталитические методы очистки отходящих газов от некоторых ингредиентов, например, от диоксида азота, при этом образуются безвредные вещества. Некоторые токсичные вещества (например, фенол) обезвреживаются с помощью растворов, содержащих штаммы бактерий, способных это осуществлять биохимическим путём. Очень часто атмосферные выбросы от производственных цехов подвергаются ступенчатой очистке: сначала их пропускают через те или иные пылеуловители, а затем проводят доочистку на аппаратах мокрой очистки. Надо признать, что значительное улучшение качества атмосферного воздуха в городах России произошло в 90-х годах XX века, но не из-за принятых в этот период мер по очистке выбросов, а по причине значительного (более чем втрое) снижения объёмов промышленного производства, вызванного переходом страны на рельсы рыночной экономики. Как говорится в пословице, «нет худа без добра» . Для оценки степени загрязнения атмосферного воздуха применяются различные виды мониторинга,в том числе космического. Для оперативной оценки качества воздуха можно применять метод биоиндикации – наблюдения за присутствующими на данной территории растениями, грибами, животными, некоторые из которых бывают весьма чувствительными к присутствующим в воздухе загрязнителям. Например, в зонах существенного загрязнения атмосферного воздуха соединениями серы (особенно сернистым газом) не растут можжевельники, на деревьях отсутствуют лишайники. И, напротив, там, где присутствуют эти организмы, воздух чист. Существуют и другие организмы-биоиндикаторы. Периодически контролирующие состояние окружающей среды организации берут в жилых районах атмосферные пробы и анализируют их в лабораториях. Для этого используют различные приборы: газоанализаторы, счётчики аэрозольных частиц, применяют химические и физико-химические методы анализа. К последним относится, например, хроматография, основанная на неоднородном распределении компонентов смеси в базовом субстрате, или сорбенте, используемом в исследовании, при динамическом воздействии на эту смесь, например, жидким растворителем. На основании полученных результатов делаются заключения и принимаются необходимые меры.

В настоящее время решающий «вклад» в загрязнение атмосферы вносят, в первую очередь, выбросы от автотранспорта, тем более, что количество автомобилей, особенно легковых, увеличилось, особенно в нашей стране, за последние 30-40 лет в десятки раз. Создаваемые ими «пробки» на автомагистралях приводят к существенному загрязнению воздуха, особенно, в городах. Но производители машин постоянно работают над улучшением очистки газов, отходящих от автомобильных двигателей. Чаще всего выхлопные газы машин сегодня подвергают уже упомянутой нами каталитической очистке, с использованием каталитических нейтрализаторов. Способствует уменьшению токсичности выхлопных газов автомобилей и улучшение качества бензинов и дизельного топлива. Но полностью эта проблема пока не решена.

В нацпроекте «Экология» (2019-24 г.г.) предусматрено сокращение в РФ в обозначенный период совокупных загрязняющих выбросов в атмосферу на 20 %.

Контрольные вопросы и задания

1. Каковы причины и признаки изменения климата на планете?

2. Что такое «парниковые газы»?

3. Почему не все учёные согласны с тем, что основным «виновником» потепления климата на планете является углекислый газ?

4. Что такое «эффект домино» в процессе потепления климата?

5. Что сегодня предпринимается мировыми державами для сдерживания процесса глобального потепления?

6. Что ещё, кроме потепления климата, угрожает биосфере и людям в результате загрязнения атмосферы?

7. Почему каждому человеку следует высаживать больше деревьев?

8. Назовите основные способы промышленной очистки выбросов в атмосферу.

9. Что можно изменить в производственных технологиях с целью уменьшения загрязнения атмосферного воздуха?

10. Что такое «сухая» и «мокрая» очистка выбросов?

11. Для чего проводят ступенчатую очистку производственных выбросов в атмосферу?

12. В чём состоит метод биоиндикации состояния атмосферного воздуха? Приведите примеры.

13. В чём состоит негативное воздействие автомобильного транспорта на состояние атмосферы и что делается для его уменьшения?

14. Посадите хотя бы один саженец любого дерева или кустарника неподалёку от своего дома либо на даче, внеся, тем самым, посильный вклад в решение экологических проблем атмосферы.

Углубим познания

1. Согласно расчётам, мировое хозяйство ежегодно выбрасывает в атмосферу более 15 млрд тонн СО₂, около 200 млн тонн СО, более 500 млн тонн углеводородов, 120 млн тонн золы, более 160 млн тонн оксидов серы и более 110 млн тонн оксидов азота. К концу второго десятилетия XXI века общий объём выбросов загрязняющих веществ в атмосферу составлял не менее 20 млрд тонн.

2. Ряд учёных высказывает интересное и довольно неожиданное мнение о том, что проблема предполагаемого роста количества углекислого газа в атмосфере – надуманная, поскольку он сдерживается не только поглощением СО₂океаном, но и за счёт активизации фотосинтеза растений, увеличения их зелёной массы. Как уже говорилось, американскими учёными получены данные, которые свидетельствуют об увеличении общей озеленённости планеты за последние два десятка лет. Они подтверждаются данными с орбитальных спутников. Согласно этим сведениям, увеличилось как количество лесов (молодых), так и количество полей. Основной вклад в это внесли Китай и Индия. Один Китай, по данным бостонских исследователей, стал источником 25% глобального роста количества растительности на Земле. Увеличение производства зерна, овощей и фруктов на 40% в Индии и Китае также привело к поглощению в ходе фотосинтеза огромного количестваСО₂ , росту зелёной биомассы в биосфере. Возможно, всё это и так, что подтверждает уже рассмотренную нами гипотезу Геи, механизм саморегуляции биосферы. Но оптимизм в данном вопросе может поугаснуть, если учесть: поля и молодые леса не заменят старые лесные экосистемы с климаксными сообществами, обладающими богатейшим видовым разнообразием. Описанная компенсация исчезающей зелёной биомассы может регулировать, ограничивать только концентрацию углекислого газа в атмосфере.

3. Земля ежесуточно теряет сотни тонн атмосферы, в том числе, несколько тонн кислорода, особенно во время полярных сияний. «Фонтаны газа» покидают нашу планету в слабых точках магнитного поля Земли, например, в посёлке Нью-Олесуни в норвежской провинции Свальбард. Только фотосинтез растений может компенсировать эти потери.

4. 4. Выдающийся отечественный климатолог, академик РАН Михаил Иванович Будыко (1920 – 2001) длительное время занимался изучением теплового баланса планеты, даже внёс предложения по растоплению арктических льдов вдоль северного побережья нашей страны, с целью освобождения Северного морского пути для судоходства путём распыления частиц сажи и аккумуляции ею солнечного тепла. Сегодня эти идеи уже не рассматриваются ввиду глобального и, как считает научный мир, опасного, потепления климата на планете. Будыко предупреждал о неизбежности изменения климата под влиянием хозяйственной деятельности человечества. Именно он ввёл термин «глобальная экология», основал это научное направление на стыке географии и экологии и написал книгу с соответствующим названием (1977 год). Написал также научно-популярные книги по всемирной истории и истории литературы (!) Изучал явление географической зональности экосистем (то есть их закономерного распределения на планете), взаимодействия живых организмов с атмосферой. Обладал феноменальной памятью и эрудицией.

5. Много сделал для изучения мировых климатических процессов Юрий Антониевич Израэль (1930 – 2014) – метеоролог, доктор физико-химических наук, академик РАН. Он стал первым директором Института глобального климата и экологии Росгидромета и РАН (возглавлял его в период 1990 – 2011 годы). В своей жизни он занимал многие важные посты и должности, в частности, был депутатом Верховного Совета СССР (1979 – 1989 годы). К его мнению прислушивались во всём мире. Израэль руководил работами по оценке радиоактивного загрязнения территорий после Чернобыльской катастрофы 1986 года, хотя результаты работы возглавляемой им комиссии были впоследствии подвергнуты критике. В дальнейшем он изучал выбросы парниковых газов, проблемы изменения климата на планете. Именно он впервые ввёл в российскую науку термин «мониторинг», придав этому понятию широкое толкование. В 2001 году он стал Президентом Российской экологической академии. Был советником Президента РФ. Участвовал в подготовке и принятии Киотского протокола, хотя с его выводами о необходимости сокращения выбросов углекислого газа и вводимыми, по его решению, для государств квотами, якобы необходимыми для снижения парникового эффекта на планете, был не согласен. Считал, что это негативно отразится на развитии промышленности и энергетики, а убедительных доказательств существенной роли антропогенного фактора в потеплении климата на Земле нет. Он предлагал другие технические решения проблемы, например, распыление в атмосфере особых аэрозолей. Некоторые западные специалисты поэтому называли его «ископаемым коммунистом, который сражается за ископаемое топливо». Тем не менее, в 2007 году, в составе Межправительственной группы экспертов по изменению климата, он стал лауреатом Нобелевской премии мира, а также становился лауреатом многих, самых высоких отечественных и международных наград. Юрий Антониевич активно исследовал озоновый экран планеты, проблемы Мирового океана, внёс большой вклад в развитие прикладной экологии. Особенно важна его работа «Экология и контроль состояния природной среды» (1979 г.).

6. 6. Японские учёные выдвинули обоснованное предположение, что парниковому эффекту могут способствовать… инверсионные следы самолётов, летающих на больших высотах. Они содержат выхлопные газы, задерживающие отражение тепловых лучей от поверхности планеты в космос. В связи с этим предлагается существенно снизить высоту их полётов, чтобы ускорить рассеивание этих газов в атмосфере. Подумайте, не приведёт ли это к другим экологическим проблемам?

Наиболее загрязнённым до последнего времени в России был воздух в городах: Норильске, Москве, Магнитогорске, Липецке, Нижнем Тагиле, Омске, Санкт-Петербурге, Челябинске (и это – только наиболее загрязнённые крупные города). В городе Карабаш Челябинской области из-за медеплавильного завода, не оснащённого необходимыми системами очистки, до последних лет имело место ужасное загрязнение атмосферного воздуха и выпадение в его окрестностях города губительных для всего живого кислотных дождей. Планируется выделить и освоить более 100 млрд рублей для проведения мероприятий с целью улучшения в российских городах качества атмосферного воздуха.

7. В настоящее время количество автомобилей только в нашей стране превышает 60 млн экземпляров, а их выбросы превышают 15 млн т вредных веществ в год.

Данные показатели постоянно увеличиваются. 60-70 % газового загрязнения

атмосферы даёт именно автомобильный транспорт. Установлено, что только один средний грузовой автомобиль выделяет около 2,5 - 3 кг свинца в год, а во всём мире его выбрасывалось до недавнего времени более 250 тысяч тонн в год. Переход на использование экологически более безопасного дизельного топлива может привести к уменьшению этих выбросов, но полностью вряд ли их устранит. По-видимому, данная проблема является наиболее сложной для решения из всех проблем, связанных с загрязнением атмосферного воздуха.

7. 8. Некоторые выбросы промышленных предприятий в атмосферу могут нести серьёзную опасность для населения. Мы уже ранее рассматривали трагедию на химическом заводе компании «Юнион Карбайд» в Бхопале (Индия). Но опасные выбросы имели место и в нашей стране. Например, в городе Вишнёвая балка Волгоградской области был построен небольшой касторовый завод, который стал выпускать касторовое масло. Для его производства использовались семена клещевины, ядовитого растения, содержащего, помимо прочих компонентов, яд рицин, токсичнее мышьяка. Завод не был оснащён необходимым оборудованием для очистки опасных атмосферных выбросов, и они в виде удушливой гари распространялись на расстояние до 150 м, до находящихся поблизости жилых домов. Люди болели, не могли нормально жить. Они поднялись на борьбу с заводом-отравителем. Уловить опасный белок рицин в выбросах оказалось очень сложно технически. Только через 4 года пикетов и массовых протестов, в 2009 году удалось закрыть это производство.

8. Некоторые растения могут неплохо информировать человека о наличии в воздухе или почве, воде определённых загрязнителей, то есть, с их помощью можно проводить биоиндикацию окружающей среды. Например, повышенные концентрации в среде соединений бария, стронция вызывают изменение цвета листвы у берёз и осин, соединения урана приводят к появлению белых листьев у иван-чая. Сернистый газ заметно поражает живые ткани у ели, люцерны, аммиак особенно сильно угнетает подсолнечник, сероводород – шпинат и горох.

9. Для повышения эффективности очистки выбросов в атмосферу от литейного производства на Ярославском моторном заводе (ныне ПАО «Автодизель») была внедрена система АБХО (абсорбционно-биохимической очистки). Установки АБХО очищают выходящий с оборудования воздух как физико-химическим путём, так и с помощью специальных бактерий, способных поглощать и разлагать различные вредные для человека загрязнители, в частности, фенол. Внедрение подобных установок – новое направление в промышленной экологии.

Новые понятия, названия, термины

Охрана окружающей среды. «Эффект домино». Киотский протокол. Квоты.

Автомобильные двигатели нового поколения (Евро-4, Евро-5, Евро-6). Гибридные двигатели. Отходящие газы. Ингредиенты. Пылеуловители. Силы гравитации, инерции, электрической ионизации. Осаждение. Аппараты сухой и мокрой очистки. Циклоны. Ротационные, радиальные и вихревые пылеуловители. Электрофильтры. Бункеры. Абсорбция. Хемосорбенты. Хемосорбция. Адсорбция. Активные угли. Доломиты. Каталитические методы очистки. Ступенчатая очистка. Доочистка. Метод биоиндикации. Организмы-биоиндикаторы. Каталитические нейтрализаторы. Газоанализаторы. Счётчики аэрозольных частиц. Хроматография. Географическая

зональность экосистем. Рицин. Ярославский моторный завод (ПАО «Автодизель»).

Система АБХО (абсорбционно-биохимической очистки).

Тема 3. Экологические проблемы водопользования.Пути снижения бытового водопотребления и загрязнения сточных вод.

Самым распространённым из простых веществ на Земле является вода. Вы знаете, что она играет огромную роль в жизни всех организмов, в том числе, человека. Более того, наше тело в среднем на 65- 80 % состоит из воды. Более 75 % поверхности планеты

занимает водное зеркало различных водоёмов, в том числе, Мирового океана.

На Земле, по разным оценкам, - от 1,39 до 1,47 миллионов кубических километров воды!

Казалось бы, никогда не может быть какого-либо дефицита в этом веществе для людей, но, к сожалению, это не так. Многие народы и страны мира испытывают недостаток в воде. Эта проблема, как никакая другая, одновременно относится и к ресурсным, и, в то же время, теснейшим образом связана с загрязнением, деградацией природной среды. Чтобы понять коренную причину водного дефицита, следует рассмотреть, какая вода нам нужна и как она распределяется на планете. Существуют немного разные данные у разных авторов. Попробуем их усреднить. Из всего

названного огромного количества более 95 % составляет солёная морская вода, не пригодная ни для питья сухопутных животных и человека, ни для хозяйственных целей. Нам нужна вода пресная, и её, в принципе, тоже хватило бы с лихвой, но значительная её часть – либо малодоступна для людей, либо пока вовсе недоступна. Около 2% всех водных запасов заморожено в ледниках мира, в первую очередь, Антарктиды и Гренландии. Вода эта – хорошая, пресная, но мы её пока использовать не умеем. Остальная пресная вода – это вода рек, озёр и подземных источников. Запасы подземных вод огромны, но они пока тоже не могут быть нам доступны в полном объёме, хотя из недр земли (из мантии) на поверхность земли и в океаны, по не установленным пока причинам, постоянно поступает новая, так называемая ювенильная вода. Из подземных источников, расположенных сравнительно неглубоко, потребляется порой настолько много воды, что происходит даже оседание грунта, иногда на десятки метров, что грозит обрушением построенных на нём домов и других объектов инфраструктуры (такая ситуация, например, в столице Ирана – Тегеране). Много пресной воды находится в виде водяного пара, распределённого во всей атмосфере и формирующего различные осадки, но мы реально используем лишь их незначительную часть. Доступной людям пресной воды – ощутимо меньше, чем её находится в ледниках, но и этого количества воды вполне хватило бы. Всё осложняется тем, что эта вода распределена по поверхности суши крайне неравномерно. Часто её запасы расположены вдали от крупных поселений людей, центров их промышленной и хозяйственной деятельности. Например, в России более 60 % запасов пресных вод приходится на Восточную Сибирь и Дальний Восток, где живёт менее 10 % всего населения. Но даже в этом случае воды могло бы хватить, если бы не её загрязнение, что приводит к непригодности большого количества доступных пресных вод. Почему же оно происходит? Попробуем разобраться в этом вопросе.

Вода потребляется человеком на хозяйственно-бытовые и технические нужды, при этом образуется большое количество сточных вод. В первом случае вода используется для приготовления пищи, умывания и мытья, санитарно-гигиенических операций в туалетах (очищения унитазов и других сантехприборов). В среднем, один городской житель потребляет около 400 -700 л хозяйственной воды в сутки (о типах воды – далее). Бытовые сточные воды поступают в системы хоз.-фекальной либо промбытовой канализации. С техническими целями вода может использоваться на производстве, на автомойках, в различных лабораториях, для полива дорог и посадок культурных растений. На производстве она используется для охлаждения оборудования, для приготовления технологических растворов, для мокрой очистки выбросов в атмосферу. Согласно расчётам, для выплавки 1 тонны стали требуется около 120 тонн (м3) воды, 1 т бумаги – 900 т (м3), 1 т резины – 1500 м3. Производство 1 тонны искусственных волокон (капрон, нейлон и т. п.) требует ещё больше – до 5000 м3 свежей воды. Расходы воды, применяемой для поливов в сельском хозяйстве, вообще трудно точно рассчитать. К образующимся при этом сточным водам, поступающим в системы канализации либо напрямую в водоёмы, добавляются ливневые и промливневые стоки с дорог, тротуаров, территорий предприятий. Они образуются во время дождей и паводков, а также в цехах промпредприятий, где приобретают незначительные или не очень сложные для очистки загрязнения. Бывает, что промышленные стоки являются условно чистыми, то есть всего лишь нагретыми. Все такие, обычно смешанные стоки сливаются в системы ливневой и промливневойканализации, выводящих их либо на очистные сооружения, либо напрямую в водоём.

От сельхозугодий в водоёмы поступают стоки после дождей и поливов. Совершенно ясно, что чем больше мы расходуем воды, тем больший объём стоков образуется. Иначе говоря, чем выше водопотребление, тем выше и объём водоотведения. Более того, оказывается, чем больше водоотведение, при тех же количествах поступаемых в стоки загрязнителей, тем интенсивнее загрязнение водоёмов и тем выше затраты на их очистку. Объясняется это так. Не любая сточная вода всегда изначально загрязнена. Много воды мы используем нерационально, допускаем нерациональноеводопотребление (что является разновидностью нерационального природопользования), сливаем в канализацию впустую, по существу, в чистом виде - из-за отсутствия должной ответственности, экономности, несовершенства сантехприборов, неисправности запорной арматуры на водопроводных сетях, а также из-за утечек на магистральных трубопроводах. Эта, химически чистая, вода попросту разбавляет загрязнённые стоки. Для обезвреживания, очистки загрязнённых сточных вод построены разнообразные очистные (водоочистные) сооружения.

Но каждое из них рассчитано строго на определённую проектную мощность, тоесть предельный объём сточных вод, который оно способно очистить в единицу времени, например, в течение суток.Если реальное количество стоков превышает этот предел, избыточный объём стоков просто сбрасывается в водоём, минуя все стадии очистки (для этого созданы регулирующие устройства). Таким образом, чрезмерно высокое водопотребление может приводить к увеличению количества поступающих в водоёмы неочищенных сточных вод. Но и просто повышенная загруженность очистных сооружений, их работа «на максимум» ухудшает очистку стоков. Для очистки чрезмерно большого количества бытовых сточных вод руководству городов приходится строить новые очереди очистных сооружений, с соответствующими немалыми затратами. От очень высокого водопотребления могут пострадать не только водоёмы. Для подготовки и подачи потребителям воды тратится немало электроэнергии, фильтрационных материалов, химических реактивов. Если вы помните, для производства электроэнергии часто расходуется разнообразное топливо, для получения реактивов работает химическая промышленность. Следовательно, могут также загрязняться атмосфера и литосфера. Отсюда – вывод: установка на экономию воды, бережное, рациональное водопотребление (разновидность рационального природопользования) - важнейшая экологическая задача.В настоящее время используется 3 типа потребляемой воды для самых разных человеческих нужд: хозяйственно-питьевая (хозяйственная), техническая (или промышленная) и оборотная. На промпредприятиях обычно имеются и соответствующие типы водопровода. В наших квартирах, индивидуальных домах мы получаем только хозяйственно-питьевую воду. Исследования показали, что расходы любой воды можно иногда многократно снизить без ущерба для её потребителей. Особенно это важно длянаиболее чистой и дорогой – хозяйственно-питьевой воды, использующейся человеком для питья, приготовления пищи, мытья, стирки белья и одежды. В системы водопровода она поставляется станциями водоподготовки предприятий «Водоканала». Важна и экономия менее дорогой технической воды, с учётом больших объёмов её потребления. Техническая (промышленная) вода получается путём фильтрации воды, закачиваемой из природного водоёма, без её какого-либо обеззараживания. Естественно, применять её для питьевых и многих хозяйственных нужд нельзя, можно только - для производственных процессов. Про оборотную воду мы поговорим отдельно. Как же экономить воду, что следует делать для этого? Во-первых, следует, по возможности, не допускать открывания водопроводных кранов на длительное время, да ещё бесполезно текущих, что нередко случается во время, например, мытья полов или чистки овощей. Во-вторых, необходимо следить за исправностью запорной арматуры к сливным бачкам и приобретать такие комплекты «унитаз-бачок», которые позволяют быстро очищать унитаз минимальным количеством воды. Сегодня в продаже имеется множество вариантов таких сантехнических приборов. Особенно много (до 40% и более) потребляемой в быту воды приходится на душевые процедуры, в меньшей степени – на приём ванн. Поэтому третий путь экономии воды – это её рациональное использование во время приёма душа или ванны. Исследования, которые в течение ряда лет вёл автор, убедительно показали, что особенно много воды можно сэкономить, принимая душ. Решающее значение имеет конструкция душевой сетки (лейки). Наши исследования показали, что предпочтительнее использовать сетки с минимальным числом распыляющих отверстий (не более 50 – 52) и небольшим диаметром распыляющего круга (не более 35 мм). В таких сетках повышается удельный напор струй и давление душевого потока, поэтому человеку можно комфортно мыться при гораздо меньших расходах воды, при этом у него возникает ощущение массажного эффекта. Согласно данным экспериментов, сетки большего диаметра и с большим количеством распыляющих отверстий (например, 75 – 90) – низконапорные и, при этом, высокорасходные. Особенно это относится к ставшим популярными душевым сеткам типа «Тропический ливень» (см. фото 49). Моющийся под таким душем человек будет стремиться открыть краны смесителей на максимум, чтобы получить более-менее комфортные ощущения. Расход воды при этом может увеличиваться в 1,5 – 3 раза по сравнению с компактными сетками. Установка в индивидуальном жильё и в помещениях производственных цехов счётчиков - водомеров, что стало в настоящее время обязательным требованием, стимулирующим финансовый интерес граждан, должен, по идее, в конечном итоге, привести к решению этой проблемы.

Следует помнить также о недопустимости слива в систему хозбытовой канализации опасных жидких отходов нашей деятельности, например, остатков алкидных красок, растворителей, других нефтепродуктов (например, отработанного масла, бензина, керосина), лекарственных препаратов и т. п. Попадая в водоёмы, они наносят непоправимый ущерб их обитателям – гидробионтам. Да и на очистных сооружениях эти компоненты стоков могут нарушить процесс их очистки. Для избавления от них следует сливать их в специальные ёмкости, сдавать на переработку (такие предприятия уже существуют), сжигать в безопасных местах и т. п.

Контрольные вопросы и задания

1. Почему, несмотря на огромные запасы воды на нашей планете, во многих регионах

мира ощущается её дефицит?

1. Что такое «рациональное» и «нерациональное» водопотребление?

2. Почему важно рационально использовать воду? В чём состоит экологическое значение рационального водопотребления?

3. Назовите негативные последствия нерационального водопотребления.

4. Какие типы потребляемой людьми воды вам известны?

5. Какую воду особенно важно экономить и почему?

6. Назовите пути рационального водопользования в быту, в домашних условиях.

7. Назовите известные вам типы сточных вод и систем канализации.

8. Как можно экономить воду во время приёма душа?

9. Почему недопустимо сливать в систему канализации различные химические отходы?

10. Подсчитайте, используя водомеры на вводах хоз.-питьевой воды в ваше жилище, время потребления воды на различные нужды и её расходы, возможные, но пока не используемые резервы её экономии.

Углубим познания

1. С дефицитом воды люди сталкиваются в разных странах мира, в том числе,

и в странах СНГ. Так, в 2008 году произошёл конфликт между Таджикистаном и Киргизстаном из-за строительства дамбы в Баткенском районе Киргизии, что привело к изменению течения реки Аксай и проблемам с водоснабжением в таджикском районе Исфар. Есть обоснованное предположение, что будущие военные конфликты в мире могут возникать не из-за нефти и газа, как это было до сих пор, а именно из-за источников пресной воды.

1. В большинстве регионов нашей страны из рек забирается воды в объёме более 20-30 % речного стока, что является превышением скорости естественного возобновления объёма забираемой воды. Взамен взятой из рек природной воды в них сбрасываются сточные воды с разной степенью очистки.

2. Среднее водопотребление на 1 жителя США составляет около 750 литров в сутки, на 1 жителя Москвы и многих других российских городов – 700 литров, в ряде городов Европы (Лондон, Париж и др.) этот показатель ниже – около 400 литров. Снижение объёма водопотребления до такой величины объясняется тем, что вода в этих городах – весьма дорогое удовольствие, и её расход повсеместно

учитывается водомерами. Оплата производится не только за водопотребление,

но и за водоотведение, по весьма высокому тарифу. Люди экономят.

3. Водные ресурсы Ярославской области составляют 35,8 км3 в год, из них объём возможного отбора подземных вод – около 1,5 км3 в год, но реальный отбор из подземных (артезианских) источников – значительно, в сотни раз ниже. Основная доля потребляемой воды берётся из поверхностных водоёмов.

Новые понятия, названия, термины

Ювенильная вода. Хозяйственно-бытовые, технические нужды. Вода: хоз.-питьевая (хозяйственная), техническая (промышленная), оборотная. Канализация: хоз.-фекальная, промбытовая, ливневая, промливневая. Стоки ливневые, промливневые. Водопотребление. Водоотведение. Проектная мощность. Рациональное и нерациональное водопотребление. Предприятия «Водоканала». Душевые сетки типа

«Тропический ливень». Счётчики-водомеры.

Тема 4. Пути экономии воды на производстве. Кондиционирование воды из природных источников. Очистка сточных вод

А. Рациональное водопользование в условиях промышленного производства

Итак, как вы поняли, мы можем существенно снизить потребление воды на бытовые нужды в домашних условиях. Но, оказывается, расходы воды можно ощутимо снизить, сделать потребление воды рациональным и на промышленных предприятиях, без ущерба для объёмов выпускаемой ими продукции.Помимо экологических преимуществ, это приносит любому предприятию и большую экономическую выгоду. Для стимулирования сокращения водопотребления на промпредприятиях (например, на заводах) «Водоканалом» и другими контролирующими организациями устанавливаются лимиты (допустимые пределы) потребления воды, в первую очередь, хоз.-питьевой. Объём фактического водопотребления определяется водомерными устройствами на магистральных трубопроводах (к ним подключается внутренняя водопроводная сеть), которыми пользуется завод. При этом за каждый сверхлимитный кубометр воды предприятию выставляется повышенная плата, обычно – в пятикратном размере. Эта экономическая мера весьма эффективна. Снижение расхода хозяйственной воды на предприятии может быть достигнуто способами и мероприятиями, подобными тем, которые применимы в домашних условиях. Кроме того, на заводах, к примеру, можно заменять в туалетах массового посещения, на сливных (смывных) бачках, подачу хозяйственной воды на промышленную, что даёт существенную финансовую экономию. Кроме того, можно заменять автосливные бачки (они осуществляют слив воды в унитазы без участия человека) старой конструкции, с высокими расходами воды, на новые, более экономичные, опыт чего уже имеется.

Можно также вместо бачков устанавливать смывные краны. Ну и, конечно, ставить в душевых помещениях более экономичные душевые сетки. В производственных цехах следует отрегулировать объём подачи воды на оборудование по принципу минимальной достаточности. Да и саму промышленную воду во многих случаях следует заменять на оборотную. Что же такое «оборотная вода», для чего она применяется? Долгие годы огромное количество всего лишь нагретой, но химически чистой промышленной воды на промышленных предприятиях, применяющейся для охлаждения термического (подвергающегося сильному нагреву) оборудования, сбрасывалось в системы промбытовой либо промливневой канализации. Как говорят, использовалось прямоточное водоснабжение. Давно стало ясно, что имеет смысл не сбрасывать всего лишь нагретую, условно чистую воду в канализацию, создавая, к тому же, тепловое загрязнение общего стока, а использовать её повторно, предварительно охладив её и пустив, так сказать, «по новому кругу», на те же производственные участки. Тем более, что доля применяемой для этой цели воды в общем водопотреблении предприятия часто превышает 80 %. Это – и дешевле, и значительно облегчает работу водоочистных сооружений, иногда буквально «захлёбывающихся» от огромного количества сточных вод. Так возникла идея применения оборотной воды. В результате, на многих промышленных предприятиях были спроектированы и построены системы оборотного водоснабжения. Работают они так. Вода, изначально техническая, поступает на оборудование по специально смонтированным трубопроводам, где выполняет свою функцию охлаждения печей, вагранок, генераторов и т. п. После этого нагретая вода сливается в обратную сеть водооборотной системы(наподобие канализации, но это – не канализация!). Обратная сеть может быть самотечной, в которой слитая вода движется в направлении уклона сети, и напорной, где уклона нет и вода перекачивается с помощью периодически включающихся насосов. Нагретая вода вначале должна поступить в специальную (часто подземную), как правило, большую ёмкость, откуда она, уже другими насосами перекачивается на специальную охладительную установку – градирню.Градирни бывают разных типов (см. фото 53). Вода, которую необходимо охладить, в верхней части градирни распыляется через специальные устройства - форсунки, переводящие сплошной водный поток вмелкодисперсный (т. е. состоящий из большого количества мелких капель), капли которого падают со значительной высоты вниз, в бассейн градирни. Падающая вода охлаждается на несколько градусов и становится пригодной для повторного использования на оборудовании. Она стекает в другую накопительную ёмкость (охлаждённой воды) и оттуда, тоже насосами, вновь подаётся в цеха. Цикл повторяется. Один и тот же объём воды может быть использован многократно, но не бесконечно. Во-первых, часть воды постоянно испаряется по пути её следования. Требуется подпитка оборотной системы свежей, обычно промышленной водой (в норме - не более 1-2 % от всего поданного объёма оборотной воды). Во-вторых, испаряется чистая вода, а содержавшиеся в ней соли никуда не уходят, оставаясь в оборотной системе. Происходит своеобразное «засоление» оборотной воды, в чём-то похожее на засоление почв при их поливах в засушливых регионах. Возрастает её жёсткость (содержание катионов кальция и магния). Избыточные соли оседают на стенках трубопроводов, постепенно засоряя их и выводя из строя. Поэтому периодически требуется заменять объём воды в системе свежей технической водой, а также менять пострадавшие трубы и элементы теплообменников на охлаждаемом оборудовании. И всё равно это – гораздо выгоднее и рациональнее, чем применять прямоток. На многих предприятиях нашей страны доля оборотного водоснабжения в общем водопотреблении в настоящее время достигла 85 – 90 %. Это позволило значительно улучшить работу очистных сооружений на сточных водах, уменьшить потребление свежей воды во много раз (иногда – в десятки), уменьшить затраты. Существуют и другие пути рационализации водопотребления на производстве.

Дата добавления: 2021-06-02; просмотров: 38; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 4 5 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!