1.Вопросы:

1.Как называется процесс роста городов? ______________________________________________

2. Назовите самый крупный мегаполис Земли.

_________________________________________________

3.Особыми чертами крупного города являются:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2.Практическая часть.

1.Застройка г. Удомли__________________________________________

2.Виды транспорта в нашем городе ____________________________________________________________________________________________________________________________________3.% застроенной части территории / к % площади, занятой зелеными насаждениями____________________________________________

4.Источники загрязнения окружающей среды города___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Перечислите экологические проблемы г. Удомли

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________6. Виды зеленых растений, способных вырабатывать фитонциды:

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

7. Какие растения города защищают человека от

Ветра и пыли _________________________________________________________________________________________________________________ _________________________________________

улучшают настроение _________________________________________________________

успокаивают_________________________________________________________________

повышают влажность _____________________________________________________________________________

3.Нужное подчеркнуть:

1. Способность к саморегулированию и круговороту веществ +, -

2. Наличие редуцентов +, -.

3. Городские экосистемы гетеротрофны, автотрофны

4. Энергия, используемая в городе Удомля:

- солнечная энергии,

-энергии от гидроэлектростанции,

-энергия атомных электростанций,

-месторождений нефти, газа, угля.

5. Экологическое равновесие возможно, не возможно.

6. Над крупными городами атмосфера содержит в 15, 20, 10 раз больше аэрозолей и в 15, 20, 10, 30 раз больше газов, чем над сельской местностью.

7. Основные загрязнители атмосферы — грязная вода, мелкая пыль углекислый газ, сернистый газ, тяжелые металлы, моющие средства, угарный газы, оксиды азота.

8. Городские почвы называются глиноземы, плодородные, урбоземы, химоземы.

9. Особенности городских почв: сильно уплотнены, перемешаны, имеют много дождевых червей, насыщены строительным мусором, не имеют бактерий, бытовыми отходами.

10. Естественный почвенный покров в городе имеет большую толщину, уничтожен, кроме парков, превращается техногенных пустынь.

11. Для микроклимата города характерны следующие черты:

- «эффект духовки»

- городские бризы

-сильные ветры

-смоги

-высокий уровень ультрафиолетового излучения

- уменьшение содержания в воздухе болезнетворных бактерий

-хорошая видимость

-плохая видимость

Предложения по улучшению экологии г.Удомли ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Лекция 4. Принципы рационального природопользования

 Типы классификации ресурсов.

 Основы организации рационального природопользования.

 О пределах устойчивости ресурсов и состоянии ресурсной базы на сегодняшний день.

Обеспечение устойчивого развития общества неразрывно связано с рациональным природопользованием. В настоящее время под природопользованием понимается совокупность всех форм воздействия человека на географическую оболочку Земли. Для более точной качественной и количественной характеристики природопользования Н. Ф. Реймерсом было разработано понятие природоресурсного потенциала, т. е. той части природных ресурсов Земли и ближнего космоса, которая может быть реально вовлечена в хозяйственную деятельность при данных технических и социально-экономических возможностях с условием, что очень важно, сохранения среды жизни человека.

Классификация ресурсов. Природными ресурсами Земли служат объекты и условия, используемые в процессе материального производства для удовлетворения различных потребностей общества. Природные ресурсы можно классифицировать следующим образом:

по их использованию:

1) промышленные,

2) сельскохозяйственные,

3) рекреационные и т.п.;

по принадлежности к компоненту природы:

1) космические,

2) воздушные,

3) водные,

4) почвенные,

5) биологические,

6) геологические;

по характеру воздействия:

1) исчерпаемые,

2) неисчерпаемые,

3) возобновимые.

Исчерпаемые ресурсы, в свою очередь, делятся на невозобновляемые и возобновляемые. К невозобновляемым относятся такие геологические ресурсы, как нефть, каменный уголь и другие, запасы которых не восстанавливаются; к возобновляемым относятся почвы, растительность, животный мир.

К неисчерпаемым, хотя и достаточно условно, принадлежат космические(солнечная радиация, приливы и отливы); климатические (тепло, влага, энергия ветра) и водные ресурсы. Условность такого определения связана, во-первых, с ограниченностью существования Солнечной системы и, во-вторых, с их деградацией и в конечном случае исчерпанием вследствие загрязнения продуктами хозяйственной деятельности человека и непригодности для дальнейшего использования.

Важной составной частью природных ресурсов являются полезные ископаемые-материалы, которые добываются из недр Земли.

Различают рудные и нерудные полезные ископаемые.

• Рудные полезные ископаемые являются сырьем для получения металлов и сплавов. К ним относятся магнезит, бурый, красный и магнитный железняки, сидерит. Из них получают чугун, сталь, железо.

• Нерудные полезные ископаемые являются сырьем для получения продуктов неметаллического характера. К ним относятся нефть, природный газ, каменный уголь, известняк, мрамор и другие.

По составу сырье подразделяется на минеральное и органическое.

• Минеральное сырье образовано неорганическими веществами с примесью органических (каменный уголь, нефть и др.)

• Органическое сырье состоит их органических веществ . Оно может быть растительным (семена злаков, подсолнечника, льняное волокно и др.) и животным (мясо, шкуры животных, шерсть и др.)

По характеру источника сырья его делят на первичное и вторичное.

• Первичным сырьем называют то, которое впервые используют в производственном цикле (кокс, руда и флюсы в производстве чугуна и стали).

• Вторичное сырье содержится в отработанных изделиях и используется для получения новой продукции (макулатура для производства бумаги, металлолом для производства стали).

Вторичное сырье является основой вторичных материальных ресурсов. Различают несколько групп таких ресурсов:

• Отходы производства- остатки исходного сырья, получающиеся в процессе производства, которые не являются целью данного производства, их нельзя использовать в данном производстве (кирпичная крошка, сучья, щепа, отработанные катализаторы и др.).

• Отходы потребления- изделия и материалы, которые в процессе эксплуатации утратили свои потребительские свойства (макулатура, целлофановые пакеты, металлолом, использованная тара, очистки картофеля и др.)

• Побочные продукты- вещества, получаемые из исходного сырья, имеющие высокие потребительские свойства, но не являющиеся целью данного производства( не соответствующая кондиции плодовая продукция).

В реализации производственной деятельности большую роль играют и энергетические ресурсы, которые делятся на первичные и вторичные.

• Первичные энергетические ресурсы делят на традиционные и нетрадиционные.

- традиционные - это атомная, тепловая и гидроэнергетика (АЭС, ТЭС, ГЭС).Они вырабатывают практически все то количество энергии, которое обеспечивает производственные и бытовые нужды населения Земли;

- нетрадиционные- это станции, использующие энергию солнца, ветра, приливов и отливов, морских течений, геотермальных источников.

• Вторичные- это:

- использование энергии в виде тепла отходящих газов;

-использование тепла горячей воды, полученной в производственном процессе за счет охлаждения оборудования, в бытовых и других целях;

- энергия, полученная за счет сжигания отходов производства.

При этом очень важно понимать, что роль оптимального использования природных ресурсов велика как с экономической, так и с экологической точек зрения.

Рациональное природопользование способствует сохранению природоресурсного потенциала и здоровья человека, экономному использованию природных ресурсов и обеспечению эффективного режима их воспроизводства.

Однако как прошлые, так и современные производственные технологии не дают возможности полного сохранения природоресурсного потенциала, лишь приближаются в отдельных случаях к этому оптимуму. Такое несоответствие на протяжении человеческой истории способствует истощению отдельных видов природных ресурсов Земли в целом, обуславливая развитие экологического кризиса.

Существует три простых правила, позволяющих определить пределы устойчивости потребления ресурсов.

Правило 1. Для возобновимых ресурсов темпы потребления не должны превышать темпы восстановления.

Правило 2. Темпы потребления невозобновимых ресурсов не должны превышать темпы их замены на возобновимые. Например, при эксплуатации нефтяных месторождений часть выручки должна вкладываться в разработку и производство альтернативных источников энергии, таких, как солнечные батареи, приливно-отливные электростанции и пр.

Правило 3. Интенсивность выброса загрязнителей не должна превышать скорости их переработки природной средой.

В настоящее время эти правила не соблюдаются. При этом наблюдаются значительные различия между экологически развитыми и развивающимися странами. Для развитых стран более характерно нарушение третьего правила.

Количество отходов производства настолько возросло в последние десятилетия, что стало угрожать жизнедеятельности человека. В 2000 году количество отходов достигло 100 млрд. т в год. Лидерами по количеству твердых отходов на душу населения являются промышленно развитые страны — США, Россия и Япония. Лидером по душевому показателю бытовых отходов является США - 500-600 кг в год мусора.

Значительное количество отходов способствует загрязнению окружающей среды и ее компонентов — атмосферы, гидросферы, почв.

Ежегодно в атмосферу Земли выбрасывается 60 млн. твердых частиц, способствующих формированию парникового эффекта, кислотных осадков, замутнению атмосферы и образованию смога. Качество воздушной среды, с точки зрения здоровья человека, постоянно снижается, что особенно характерно для крупных мегаполисов в развивающихся странах, как, например, Мехико с его 20-миллионным населением.

Общий объем сточных вод достиг к 90-м годам XX века 1800 км3, при этом на Европу, Северную Америку и Азию приходится 90% сброса. Большая часть сброшенных вод относится к неочищенным или недостаточно очищенным, вследствие чего более 1,3 млрд. человек пользуются в быту загрязненными водами, что служит источником многих заболеваний.

В развивающихся странах в основном не соблюдается первое правило, и поэтому они страдают от истощения возобновляемых ресурсов. Истощение связано главным образом с бурным ростом населения вследствие демографического взрыва и только отчасти с ростом интенсивности производства.

Ежегодно вследствие развития процессов эрозии развивающиеся страны теряют 4—5 млн. га сельскохозяйственных земель. Особенно тяжелое положение складывается в Африке, где сильно деградированы 17% площади всего материка, значительно возросла площадь пустынь. Темпы освоения новых земель и рекультивация нарушенных значительно отстают от темпов деградации.

Развивающиеся страны располагают х/2 всех мировых лесных ресурсов. Бессистемная вырубка леса привела к тому, что если в развитых странах, в том числе в России, площадь лесов стабилизировалась, то в этих странах происходит ежегодное уменьшение их площади на 11 млн. га.

Рациональное природопользование — это такое использование естественных экосистем или их элементов, при котором не происходит разрушения ресурсов и не ухудшаются среда обитания и соответственно здоровье человека. При этом сохраняется биологическое разнообразие экосистем. Ухудшение природных ресурсов, их истощение можно и нужно предотвратить.

Основными путями решения этой проблемы являются:

1) повышение безотходности производства;

2)разработка принципиально новых источников и способов получения энергии;

3)решение демографической проблемы в развивающихся странах и др.;

4) разработка ресурсосберегающих технологий.

Лекция 5. Экология – как научная основа природопользования

 Экологические проблемы.

 Принципы рационального природопользования.

 Перспективы развития энергетики

1. Решение глобальных экологических и ресурсных проблем требует совместных усилий многих государств. К таким проблемам относятся сохранение природы на нашей планете, овладение новыми источниками энергии, освоение космоса и ресурсов Мирового океана.

Значение этих проблем обусловлено тем, что они затрагивают жизненные интересы всех государств и народов нашей планеты. Человечество обеспокоено непредвиденными результатами своей бесплановой деятельности, ее возможными нежелательными последствиями, угрожающими здоровью и благосостоянию людей планеты.

Сами того не сознавая, мы все время используем ранее накопленную солнечную энергию; сжигая каменный уголь, горючие сланцы, торф, нефть или газ, пользуемся энергетическими ресурсами, запасенными нашей планетой

много десятков и сотен миллионов лет назад в виде органического вещества. Природа не в состоянии справиться с обилием несвойственных ей химических соединений, поступающих в атмосферу, воды, почвы. Способность к

самоочищению, буферность экосистем заметно падают. Экологические связи нарушаются и становятся неустойчивыми. Человек создает искусственные моря, меняя климат и рельеф больших территорий. Если образование нефти, газа,каменного угля происходило в течение десятков миллионов лет, то человек может их выработать в течение десятилетий. Но это не означает, что земные ресурсы в обозримом будущем обязательно иссякнут. Человечество должно изобрести новые способы переработки бедных руд, найти альтернативные ис-

точники энергии, более бережно относиться к природе.

Необходимо рационально пользоваться природными ресурсами и обеспечивать воспроизводство окружающей среды.

Поэтому основные направления социальной экологии следующие:

I. Воспроизводство окружающей среды, а именно:

а) сохранение естественных ландшафтов;

б) создание искусственных биоценозов, не уступающих природным;

в) пополнение запасов пресной воды;

г) воспроизводство запасов почвенных ресурсов;

д) сохранение устойчивости природных сообществ (пирамидальной структуры трофических связей);

е) сохранение видового разнообразия, генофонда животного и растительного мира.

II. Разработка критериев и обеспечение высокого качества окружающей среды.

III. Проведение экономических оценок и стимулов в воспроизводстве природной среды.

IV. «Экологизация» потребления. Такое потребление ресурсов должно быть умеренным, с учетом экологических законов.

V. Обеспечение информацией систем управления окружающей средой. Это создание систем мониторинга.

2. Основной принцип рационального природопользования: «Используй, охраняя, и охраняй, используя».

Получая древесину, заготавливая лекарственные травы и ягоды в лесу,охотясь на лосей, можно не нарушать экологического равновесия — в этом случае лесные экосистемы восстанавливаются.

Пользуясь новейшими достижениями биологических и сельскохозяйственных наук, можно получать высокие урожаи зерна, высокие надои и привесы сельскохозяйственных животных, не нарушая плодородия почв.

Даже самые крупные городские и промышленные экосистемы становятся менее опасными для природы, если используются малоотходные технологии,очистные сооружения или хранилища и заводы по переработке отходов.

Человек извлекает из недр Земли необходимое сырье. Попутно он перемещает огромные массы «бесполезных» ископаемых, под которыми или внутри них находится желаемое вещество.

В результате возникает вопрос: что делать с отходами? Чаще всего их складируют неподалеку, засоряя, обезображивая и фактически уничтожая природу окрестностей. Все это напоминает трапезу некоего неряшливого гигантского обжоры Гаргантюа, который разбросал объедки вокруг стола. Сейчас уже скопилось более 1600 трлн. м3 «пустых» горных пород и отходов переработанных руд. «Погибшие» земли, утратившие плодородие, — это, прежде всего, горные выработки: отвалы, карьеры и возвышающиеся конусообразные терриконы.

Для уменьшения ущерба, наносимого природе отвалами и терриконами следует комплексно использовать извлекаемую из недр горную породу. Ради «пустой породы» — щебенки, песка или глины — часто неподалеку приходится копать специальные карьеры и напрасно ранить землю.

Более 60% отходов от обогащения руды пригодны для производства строительных материалов: кирпича, керамзита, цемента, извести. Породы, отсыпаемые из шахт в терриконы, пригодны для строительства дорог, заполнения провалов, образующихся при добыче полезных ископаемых, засыпки оврагов.

Будущее промышленности, безусловно, за безотходными производствами. Отходы одного предприятия — это сырье для другого. Например, отходы Соколовско-Сарбайского железорудного горно-обогатительного комбината —это настоящее месторождение руд цветных металлов.

Часто при добыче угля в отходы идут бокситы, железные руды, керамические и каолиновые глины, горючие сланцы, графит, самородная сера и многое другое, т. е. сырье, в котором остро нуждается промышленность.

Безотходные технологии исключают загрязнение окружающей среды. То,что раньше наносило людям большой вред, выбрасывалось в атмосферу, воду и загрязняло их, начинает приносить пользу. Предприятия, установившие фильтры для улавливания диоксида серы(S02), не только значительно улучшили окружающую атмосферу, но и получили сырье для производства серной кислоты и серы. Или, например, улавливаемая при разливке стали копоть служит сырьем для получения графита.

На Кимовской обогатительной фабрике в Подмосковье из бурых углей, помимо топлива, получают сырье для производства серной кислоты и глину, используемую для изготовления стройматериалов.

Комплексное использование добываемого из недр сырья и безотходные технологии его переработки — это не только оздоровление природы, но и выгода для производителей.

3. Перспективы развития энергетики. С наступлением атомной революции в середине XX века мир охватила энергетическая эйфория. Казалось, человечество на пороге экономического чуда, достигнутого благодаря новым неиссякаемым источникам энергии.

Прошло всего полвека с тех пор, а человечество уже в полной мере пожинает трагические плоды своего преждевременного прожектерства. На АЭС образуются десятки и сотни тысяч тонн жидких и твердых радиоактивных отходов. Что делать с этими ненужными и опасными для человека материалами?

Необходимы другие, менее опасные источники энергии, дополняющие традиционную энергетику.

Грозит ли энергетический «голод» человечеству? В принципе — нет. Известные на Земле запасы энергии велики и более чем достаточны для удовлетворения всех его предполагаемых нужд, если только удастся отыскать пути

использования этих источников энергии. Потенциальные источники энергии распределены в мире неравномерно.

Например:

1) горючие сланцы штата Колорадо (США) содержат нефти больше, чем все запасы стран Ближнего Востока, а куб минералов с ребром 5 км, вырезанный из горных пород, подстилающих плато Хемес (штат Нью-Мексико, США),

заключает в себе столько тепла, сколько его потребляется за целый год во всем мире;

2) для провинции Альберта (Канада) в геологически активной западной части характерны самая высокая обеспеченность смоляными песками, высокая солнечная радиация и большой геотермальный потенциал;

3) Великобритания располагает одним из самых лучших в мире мест для создания приливных электростанций — эстуарием Северна, где суточная амплитуда приливов и отливов превышает 6 м.

Большинство неиспользованных источников энергии рассредоточено по поверхности земли, а не сконцентрировано в виде компактных залежей подобно ископаемым углю, нефти или природному газу. На сегодняшний день отсутствует способ увеличения используемой ничтожной доли солнечной энергии,кроме того, возникает вопрос, как занять громадные площади суши под солнечные коллекторы. Аналогично обстоит дело и с использованием энергии волн и ветра. Волны обладают огромной энергией, достаточной для разрушения дамб и причалов, весящих тысячи тонн. Но ветер — капризный и ненадежный источник энергии. Для его эксплуатации требуется создать способ аккумуляции энергии, вырабатываемой в ветреные периоды, с тем, чтобы ее можно было использовать при безветренной погоде.

Геотермальные электростанции преобразуют энергию горячих пароводяных источников, питаемых внутренним теплом Земли. Суммарная производительность всех геотермальных электростанций примерно соответствует количеству энергии, генерируемой одним крупным ядерным реактором. Наибольшими возможностями для создания геотермальных электростанций располагают Италия, Япония, Новая Зеландия, США и Мексика. Кроме того, энергия горячих источников может быть использована как в бытовых, так и в промышленных целях. Так, в Новой Зеландии горячая подземная вода используется в бумажной промышленности, а столица Исландии Рейкьявик почти полностью отапливается с помощью системы теплофикации, питаемой из геотермальных скважин.

Основные, пока не используемые источники энергии можно разделить на три категории: источники гравитационного происхождения, источники солнечного происхождения и ядерные реакции. Лишь один потенциальный энергетический источник, приливы, использует силу тяготения. Притяжение со стороны Луны и Солнца движет воду Мирового океана, создавая гидроэнергетический потенциал, который можно использовать для строительства приливных электростанций в местах с максимальной амплитудой приливов и отливов.

К источникам, в основе которых лежит солнечная энергия, относятся обычное дерево, уголь, нефть и природный газ; все они являются продуктами жизнедеятельности растений или животных, которые не могли бы существовать без солнца. К той же категории относится солнечная энергия как таковая и— что менее очевидно — энергия ветра, рек, волн и термического градиента океанов.

Морские тепловые электростанции могли бы использовать разницу температур на поверхности воды и на большой глубине. Принцип действия плавучей электростанции заключается в том, что она имеет трубу длиной 1200 м, которая опущена в глубоководные слои. По этой трубе холодная вода откачивается с глубины в первый теплообменник, где используется для сжижения аммиака. Жидкий аммиак перетекает во второй теплообменник, где под воздействием теплой поверхностной воды испаряется и возвращается к началу цикла. Циркулируя по этой замкнутой системе, аммиак приводит в действие турбину. Такая система способна работать уже при весьма незначительных перепадах температур.

Существует три источника энергии, связанных с ядерными процессами:

уже используемое на практике деление атомного ядра (принцип работы АЭС),термоядерный синтез и геотермальная энергия.

Термоядерный синтез — это реакция слияния легких ядер в более тяжелые, сопровождаемая выделением энергии. Преимущество термоядерной реакции как потенциального источника энергии заключается в отсутствии радиоактивных отходов (в отличие от других типов ядерных реакций), большом количестве освобождающейся энергии и доступности горючего материала.

Источники геотермальной энергии используют тепло, выделяемое ядерными процессами, происходящими в глубинах Земли. В ограниченных масштабах солнечное тепло используется геотермальными электростанциями и служит целям теплофикации.

Поскольку большинство потенциальных источников энергии находится в рассеянном состоянии, создание конструкций, способных концентрировать их энергию с целью ее практического использования, обошлось бы чрезвычайно дорого. Энергия, которая потребуется на сооружение таких конструкций, превысит то количество энергии, которое они способны выработать за вероятный срок своего существования. Поэтому в каждом случае необходим тщательный анализ для определения рентабельности как финансовых, так и энергетических

вложений. Анализ добычи и переработки горючих сланцев плато Колорадо показывает, что затраты энергии на механизацию горных работ, транспортировку сланцев, их экстракцию и очистку почти равны энергии от сжигания полученной таким путем нефти. Так что до тех пор, пока не будет найдена принципиально новая технология, горючие сланцы едва ли могут стать крупным источником получения нефти. Еще одна особенность новых источников энергии состоит в том, что экономисты называют проблемой темпов промышленного освоения. Если мы хотим, чтобы энергия в мире не иссякла, решающее значение приобретает не наличие ее потенциальных запасов, а скорейшее их освоение.

Суть рационального природопользования заключается в выполнении

правила «используй, охраняя, и охраняй, используя». Важным элементом рационального природопользования является экологическое нормирование и следование принципу экологического императива (системы запретов на все формы использования, которые ведут к разрушению экосистем). Нетрадиционная энергетика противопоставляется традиционной. Она предполагает использовать энергию солнца, ветра, энергию геотермальных источников, приливов и отливов, т. е. возобновимых источников, при минимальном загрязнении окружающей среды.

Контрольная работа №2.