Охрана окружающей среды (прикладная экология)

• Промышленная экология (инженерная экология)

• Технологическая экология

• Сельскохозяйственная экология

• Медицинская экология

• Промысловая экология

• Химическая экология

• Рекреационная экология

• Геохимическая экология

• Методы экологического мониторинга

Промышленная экология — прикладная наука о взаимодействии промышленности (как отдельных предприятий, так и техносферы) и окружающей среды и наоборот — влияние условий природной среды на функционирование предприятий их комплексов.

Основные объекты

В окружающей среде выделяют следующие зоны влияния промышленности: окружающей среде выделя

1. Воздух (атмосферный воздух).

2. Вода (грунтовые, поверхностные).

3. Земля, почва.

4. Шум, вибрации.

5. Энергетические воздействия:

   1. электромагнитные,

   2. радиационные.

В зависимости от точности результатов, которые необходимо получить при проведении мониторинга по тому или иному компоненту, явлению, процессу, от среды в которой проходят исследования, доступных финансовых и других средств, используют различные методы мониторинга.

Аэрокосмические

Аэрокосмические (дистанционные) методы экологического мониторинга. Аэрокосмический метод — система наблюдения при помощи самолетных, аэросттных средств, спутников и спутниковых систем.

Наземные

Наземные методы экологического мониторинга.Физико-химические методы.-Качественные методы. Позволяют определить, какое вещество находится в испытуемой пробе. -Количественные методы. -Гравиметрический метод. Суть метода состоит в определении массы и процентного содержания какого-либо элемента, иона или химического соединения, находящегося в испытуемой пробе. -Титриметрический (объемный) метод. В этом виде анализа взвешивание заменяется измерением объемов, как определяемого вещества, так и реагента, используемого при данном определении. Методы титриметрического анализа разделяют на 4 группы: а) методы кислотно-основного титрования; б) методы осаждения; в) методы окисления-восстановления; г) методы комплексообразования. -Колориметрические методы. Колориметрия — один из наиболее простых методов абсорбционного анализа. Он основан на изменении оттенков цвета исследуемого раствора в зависимости от концентрации. Колориметрические методы можно разделить на визуальную колориметрию и фотоколориметрию. -Экспресс-методы. К экспресс методам относятся инструментальные методы, позволяющие определить загрязнения за короткий период времени. Эти методы широко применяются для определения радиационного фона, в системе мониторинга воздушной и водной среды. -Потенциометрические методы основаны на изменении потенциала электрода в зависимости от физико-химических процессов, протекающих в растворе. Их разделяют на: а) прямую потенциометрию (ионометрию); б) потенциометрическое титрование.Биоиндикационные методы экологического мониторинга. Биоиндикация — метод, который позволяет судить о состоянии окружающей среды по факту встречи, отсутствия, особенностям развития организмов-биоиндикаторов. Биоиндикаторы — организмы, присутствие, количество или особенности развития которых служат показателями естественных процессов, условий или антропогенных изменений среды обитания. Условия, определяемые с помощью биоиндикаторов, называются объектами биоиндикации.

И.И.Дедю (1990) считает, что медицинская экология — это экологическое направление, развивающееся в различных облас­тях медико-биологической науки и занимающееся, главным образом, разработкой вопросов морфофизиологической и генетической форм адаптации человека к природно-антропогенной среде.

Н.Ф.Реймерс (1990) пишет: "Медицинская экология — область научного знания, интегрирующая в единый комплекс гигиену, ток­сикологию и экологию человека". Медицинская экология — отрасль науки, находящаяся на сты­ке медицины и экологии, изучающая общие закономерности взаимо­действия окружающей среды (ее определение приводится далее) с людьми в сфере их здоровья; ее объектом являются окружающая сре­да, пространственно-территориальные антропо(медико)-экологические системы, а предметом — их свойства, проявляющиеся во влиянии на здоровье, экологические предпосылки здоровья и болезней людей; ее целью служит разработка мероприятий, обеспечивающих сохранение (восстановление) оптимального для здоровья людей экологического баланса на конкретных территориях. К сфере медицинской экологии может быть отнесено, например, изучение следующих вопросов:

- показатели (параметры) различных функций и систем организма как критерии оценки качества ОС;

- роль и место факторов ОС в ее влиянии на здоровье по доле в совокупном воздействии (пестицидов, радионуклидов, минеральных удобрений, других химических веществ, электромагнитных полей и т.д.);

- экологические аспекты совокупного воздействия на людей нега­тивных и позитивных факторов ОС;

- оценка медико-экологического риска и медико-экологической емкости ландшафтов;

- разработка медико-экологических нормативов.

Структура медицинской экологии.

1. Общая медицинская экология.

1. Теория и методология медицинской экологии. -Концепция, принципы, предмет, цели и задачи медицинской экологии. -Понятийно-терминологическая база медицинской экологии.

- Положение медицинской экологии в системе наук.

- Методология медико-экологических исследований.

- Основные закономерности медицинской экологии.

- Глобальный и региональный подходы (аспекты) медицинской эко­логии.

- Экологические факторы риска и предпосылки здоровья.

- Экспериментальная медицинская экология.

2. Методы медицинской экологии.

- Медико-экологическое наблюдение (мониторинг).

- Медико-экологическая диагностика.

- Медико-экологическая характеристика (описание) территорий (явлений).

- Медико-экологическое картографирование.

- Медико-экологическое районирование.

- Медико-экологическое моделирование

-Современные информационные технологии в медицинской экологии.

- Медико-экологическое прогнозирование. 3. История развития медицинской экологии.

II. Частная (прикладная) медицинская экология.

1. Медицинская экология природных компонентов биосферы.

2. Медицинская экология природных зон.

3. Медицинская экология социума.

4. Медицинская экология техносферы.

5. Медицинская экология рекреации.

6. Региональная медицинская экология и страноведение.

- Медицинская экология индустриальных стран.

- Медицинская экология развивающихся стран.

- Медицинская экология городов.

- Медицинская экология сельских районов.

- Медицинская экология неосвоенных территорий.

7. Медицинская экология путешествий и миграций.

8. Медицинская экология катастроф.

9. Военно-медицинская экология.

3. Холи́зм (от др.-греч. ὅλος, «целый, цельный») — идеалистическое учение, рассматривающее мир как результат творческой эволюции, которая направляется нематериальным «фактором целостности». В применении к биологическим объектам, холистический подход называют витализмом. Основоположник современного холизма — Я. Смэтс, которому принадлежат сакраментальные фразы, что целое больше, чем сумма его частей; и что высшей формой органической целостности является человеческая личность. Холизм рассматривает мир как единое целое, а выделяемые нами явления и объекты — как имеющие смысл только в его составе. Соответственно, развитие нашего мира направляет некая внешняя по отношению к нему сила. Пример холистического утверждения из древности: по Гиппократу, человек есть универсальная и единая часть от окружающего мира, «микрокосм в макрокосме». Холизм, не выделяемый в тот период как отдельное учение, тем не менее полностью господствовал в европейском мышлении до XVII столетия, когда его позиции были поколеблены сторонниками редукционизма. Редукционизм (от лат. reductio) — методологический принцип, согласно которому сложные явления могут быть полностью объяснены с помощью законов, свойственных явлениям более простым (например, социологические явления объясняются биологическими или экономическими законами).

Редукционизм абсолютизирует принцип редукции (сведения сложного к простому и высшего к низшему), игнорируя специфику более высоких уровней организации. Хотя как таковая, обоснованная редукция может быть плодотворной (пример — планетарная модель атома). Редукционизм как философский подход исторически потеснил холизм — систему взглядов, не выделяемую в тот период отдельно, но господствовавшую в европейском мышлении до XVII века. Первым последовательным выразителем редукционистского подхода к миру, продолжившим в Новое Время традицию античного философа Демокрита, был Рене Декарт (1596—1650). Вот пример его рассуждений: «…смерть никогда не наступает по вине души, но исключительно потому, что разрушается какая-либо из главных частей тела. … тело живого человека так же отличается от тела мертвого, как отличаются часы или иной автомат (т. е. машина, которая движется сама собой), когда они собраны и когда в них есть материальное условие тех движений, для которых они предназначены… от тех же часов или той же машины, когда они сломаны и когда условие их движения отсутствует». В современной западной философии редукционизм вновь уступил свои позиции холизму, понятие которого было на новом уровне введено в оборот Я. Смэтсом (1870—1950) (например, именно ему принадлежит фраза «целое больше, чем сумма его частей»). 4. Ход исторических связей между природой и человеком по Н.Ф. Реймерсу (1994) приводит к одновременным переменам в природе и в формах хозяйства. Формы хозяйства, меняясь вследствие затруднений, происходящих от перемен в природе, в свою очередь вызывают цепные реакции в природе. Постоянная обратная связь получила название закона обратной связи взаимодействия человек—биосфера П. Дансеро (1957) или закона бумеранга, иначе — четвертого закона Б. Коммонера (1974): «ничто не дается даром». Глобальная экосистема представляет собой единое целое, в рамках которого ничего не может быть выиграно или потеряно и которое не может являться объектом всеобщего улучшения: все, что было извлечено из нее человеческим трудом, должно быть возвращено. Платежа по этому векселю нельзя избежать. Он может быть только отсрочен. Неизбежность платежей подчеркивается и законом незаменимости биосферы. Его формулировали многие исследователи, такие, как В.И. Вернадский, Д.П. Марше, Э. Реклюидр. Например, В.Г. Горшков (1990) данный закон формулирует следующим образом: «Нет никаких оснований для надежд на построение искусственных сообществ, обеспечивающих стабилизацию окружающей среды с той же степенью точности, что и естественные сообщества. Сокращение естественной биоты в объеме, превышающем пороговое значение, лишает устойчивости окружающую среду, которая не может быть восстановлена за счет создания очистных сооружений и перехода к безотходному производству... Биосфера... представляет собой единственную систему, обеспечивающую устойчивость среды обитания при любых возникающих возмущениях.

5. Это закон об экосистемах и биосфере, обращающий внимание на всеобщую связь процессов и явлений в природе. Он призван предостеречь человека от необдуманного воздействия на отдельные части экосистем, что может привести к непредвиденным последствиям например: осушение болот приводит к обмелению рек. Все связано со всем – отражает существование сложной сети взаимодействий в экосфере, он предостерегает человека от необдуманного действия на отдельной части экосистемы.

6. Закон снижения энергетической эффективности природопользования — с течением времени при получении полезной продукции из природных систем на ее единицу затрачивается все большее количество энергии. Например, в течение XX века количество энергии, затрачиваемое на производство единицы сельхозпродукции, возросло в 8—10 раз, промышленной продукции — в 10—12 раз с одновременным уменьшением доли более экологически чистой мускульной энергии. Следствия из данного закона:

• энерговооруженность жизни в ходе эволюции должна возрастать;

• рост благосостояния человеческой жизни должен сопровождаться количественным увеличением энергетического бюджета каждого человека.

7. Экологи́ческая катастро́фа — необратимое изменение природных комплексов, связанное с массовой гибелью живых организмов. Вид катастрофы; может быть локальной и глобальной. Локальная экологическая катастрофа приводит к гибели или серьёзному нарушению одной или более локальных экологических систем. Глобальная экологическая катастрофа — гипотетическое происшествие, которое возможно в случае превышения допустимого предела неким внешним или внутренним воздействием (или серией воздействий) на глобальную экологическую систему — биосферу. Аральская катастрофа — совокупность экологических, биологических, почвенных, климатических и социальных явлений, связанных с усыханием Аральского моря. Аральское море до усыхания являлось четвёртым по площади озером в мире после Каспийского Моря, Верхнего Озера (Северная Америка) и Виктории (Африка). Деградация Аральского Моря началась в 1960-х, когда Минсельхоз СССР начал забирать большую часть стока Сырдарьи и Амударьи в каналы, орошающие хлопковые и рисовые поля на территории Узбекистана и южного Казахстана. В результате море значительно отступило от своего берега, и обнажилось дно, покрытое морскими солями с примесью пестицидов и других химикатов.

8. Принцип обманчивого благополучия. Все что начинается хорошо, кончается плохо, все что начинается плохо, кончается еще хуже. Кратковременные положительные результаты вмешательства человека в природу, принимаются им за постоянные, а суксцессионные считают приходящими изменениями. Я понимаю это, так человек засеял пшеницу и решил удобрить, первый урожай получился хороший, но последующие становятся все хуже и хуже и в итоге происходит истощение плодородного слоя.

9. Правило 10% ( правило пирамиды энергий Р. Линдемана) – с одного трофического уровня экологической пирамиды переходит на другой, более высокий, в среднем не более 10% энергии. Теряется в целом около 90% энергии.

Правило 1% - для биосферы в целом доля возможного потребления чистой первичной продукции (на уровне консументов высших порядков) не превышает 1%.

10. Биоаккумуляция (в экологии) — увеличение концентрации химических веществ на каждой ступени экологической пирамиды, связанное с тем что количество поглощаемой организмом пищи намного превышает его собственную массу, а химические вещества выводятся из организма не полностью. В трофической цепи, на каждой новой ступени, доза получаемых с пищей вредных веществ повышается примерно на порядок. Например, цепь (планктон — рыба — человек) это повышение дозы на два порядка. В других цепях доза может возрастать в тысячи и десятки тысяч раз. Явление экологического бумеранга – это если навредил природе то она ответит тем же. На отрицательное воздействие антропогенной активности, природа отвечает тем же.

12. Загрязнение атмосферы. За последние 100 лет содержание СО₂ в атмосфере возросло на 10 %, причём основная часть (360 млрд тонн) поступила в результате сжигания топлива. Если темпы роста сжигания топлива сохранятся, то в ближайшие 50 — 60 лет количество СО₂ в атмосфере удвоится и может привести к глобальным изменениям климата. Сжигание топлива — основной источник загрязняющих газов (CО, NO, SO₂). Диоксид серы окисляется О₂ воздуха до SO₃ в высших слоях атмосферы, который взаимодействует с парами Н₂О и NH₃, а образующиеся при этом Н₂SO₄ и (NН₄)₂SO₄ возвращаются на поверхность Земли вместе с атмосферными осадками. Использование двигателей внутреннего сгорания приводит к значительному загрязнению атмосферы оксидами азота, углеводородами и соединениями свинца. Аэрозольное загрязнение атмосферы обусловлено как естественными причинами (извержение вулканов, пыльные бури, унос капель морской воды и пыльцы растений и др.), так и хозяйственной деятельностью человека (добыча руд и строительных материалов, сжигание топлива, изготовление цемента и т. п.). Интенсивный широкомасштабный вынос твёрдых частиц в атмосферу — одна из возможных причин изменений климата планеты. Смог является большой проблемой во многих мегаполисах мира. Он особенно опасен для детей, пожилых людей и людей с пороками сердца и лёгких, больных бронхитом, астмой, эмфиземой. Смог может стать причиной одышки, затруднения и остановки дыхания, головных болей, кашля. Также он вызывает воспаление слизистых оболочек глаз, носа и гортани, снижение иммунитета. Во время смога часто повышается количество госпитализаций, ремиссий и смертей от респираторных и сердечных заболеваний. Влияние выхлопных газов на здоровье человека. Фреон - это, газ который выделяют холодильники, кондиционеры и газовые баллончики , он разрушает озоновый слой.

Наибольшую опасность представляют оксиды азота, примерно в 10 раз более опасные, чем угарный газ, доля токсичности альдегидов относительно невелика и составляет 4—5% от общей токсичности выхлопных газов. Токсичность различных углеводородов сильно отличается, однако особенно, что непредельные углеводороды в присутствии диоксида азота фотохимически окисляются образуя ядовитые кислородсодержащие соединения — составляющие смогов. Качество дожигания на современных катализаторах таково, что доля СО после катализатора обычно менее 0,1%. Обнаруженные в газах полициклические ароматические углеводороды — сильные канцерогены. Среди них наиболее изучен бензпирен, кроме него обнаружены производные антрацена:

• 1,2—бензантрацен

• 1,2,6,7—дибензантрацен

• 5,10—диметил—1,2—бензантрацен

Кроме того при использовании сернистых бензинов в отходящие газы могут входит оксиды серы, при применении этилированных бензинов — свинец (Тетраэтилсвинец), бром, хлор, их соединения. Считается что аэрозоли галоидных соединений свинца могут подвергаться каталитическим и фотохимическим превращениям, участвуя в образовании смога. Длительный контакт со средой, отравленной выхлопными газами автомобилей, вызывает общее ослабление организма – иммунодефицит. Кроме того, газы сами по себе могут стать причиной различных заболеваний. Например, дыхательной недостаточности, гайморита, ларинготрахеита, бронхита, бронхопневмонии, рака лёгких. Кроме того, выхлопные газы вызывают атеросклероз сосудов головного мозга. Опосредованно через легочную патологию могут возникнуть и различные нарушения сердечно-сосудистой системы.

14. Естественное загрязнение воздуха. Пыльные бури, вулканы, пожары, выветривание, разложение организмов. Антропогенные источники загрязнения. Промышленные предприятия, транспорт, теплоэнергетика, сельское хозяйство, загрязнение воздуха фреоном и т.д. Типы загрязнения атмосферы в зависимости от масштабов распространения: непосредственное окружение источника (местный)- высота дымовой трубы- часы. Региональный - тропосфера – месяцы. Глобальное – все слои атмосферы – десятилетия.