Экологические факторы окружающей среды и их составляющие

 

18

При переходе окружающей среды в  новое состояние (например, изменение  восстановительной атмосферы на окислительную), обязательно происходит существенная перестройка биоты. Но перестройка осуществляется без  потери биотой способности предотвращать  переход среды в состояние, непригодное  для существования любой биоты. Это связано с тем, что существует несколько различных условий окружающей среды, пригодных для жизни, а эволюционирующая биота способна перебирать все приемлемые для жизни условия.

Жизнь на Земле существует около 4 млрд. лет, причем альтернативность вышеописанных концепций сохраняется на протяжении всего этого периода. Но за этот период изменился диапазон условий, пригодных для жизни, от локальных до глобальных масштабов. Это значит, что жизнь все это время активно изменяла окружающую среду в благоприятном для себя направлении, т.е. биотическая регуляция среды имела место с самого момента возникновения жизни.

Существование биотической регуляции  окружающей среды доказывается рядом  факторов, важнейшими из которых являются следующие:

1. Выбросы неорганического углерода из земных недр в атмосферу с огромной точностью соответствует содержанию органического углерода в осадочных породах, что обеспечивает практически постоянное содержание неорганического углерода в атмосфере в течение сотен миллионов лет.
2. Концентрация биогенных элементов (C, N, P, O₂) в океане сформированы и поддерживаются биотой, о чем свидетельствует отношение C/N/P/O_2, совпадающее с таковым при синтезе органического вещества.
3. Круговорот воды на суше также определяется биотой, так как 2/3 осадков связано с испарением воды на суше, в котором доминирующая роль принадлежит биоте.

 

19

4. Незатронутая деятельностью человека биота океана поглощает избыток диоксида углерода, выбрасываемого в атмосферу человеком, т.е. действует в соответствии с отрицательными обратными связями, в то время как измененная человеком биота суши утратила эту способность.
5. Биотой океана поддерживается концентрация диоксида углерода в океане в три раза меньше, чем, если бы ее воздействие отсутствовало, так как потеря неорганического углерода океаном в атмосферу компенсируется поступлением в океан органического углерода.

Биотическая регуляция исключает  адаптацию, и наоборот. Адаптационные  процессы связываются со способностью выживания организмов в определенных условиях, а если условия не меняются – нет и адаптации. При отсутствии адаптации биоты к искаженным условиям среды разрушение биотической  регуляции обратимо. После прекращения  антропогенного возмущения происходит восстановление аборигенных сообществ, содержащих правильную информацию о  нормальных условиях среды и способах их регуляции путем сукцессионных  процессов.

Таким образом, биотическая регуляция окружающей среды – это механизм управления окружающей средой, основанный на отобранных в процессе эволюции видах, содержащих необходимую для управления средой генетическую информацию. Возможность выживания человечества состоит в восстановлении естественной биоты на территориях, достаточных для сохранения ее способности к регуляции окружающей среды в глобальных масштабах. Главной экологической задачей человечества должно считаться

сохранение естественной биоты на Земле, которое должно сопровождаться полным прекращением дальнейшего освоения естественной биоты океана и ее восстановлением на значительной освоенной части суши.

Человек, став мощным геологическим  фактором, оказывает глобальное воздействие  на биосферу. Биосфера, со своей стороны, через свои экологические законы, которые он вынужден соблюдать, чтобы  выжить, в 

20

том числе и закон о биотической  регуляции окружающей среды, воздействует на человека. Создаются условия, очень  напоминающие сопряженную эволюцию или коэволюцию «человек - биосфера». Продуктом 

такой коэволюции может стать так  называемая «ноосфера», т.е. сфера разума.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

 

3. Водные ресурсы и требования к их качеству

Водные  ресурсы - это пригодные для употребления пресные воды, заключенные в реках, озерах, ледниках, подземных горизонтах. Пары атмосферы, океанические и морские  соленые воды в хозяйстве пока не используются и поэтому составляют потенциальные водные ресурсы.

Значение воды в мировом хозяйстве  переоценить трудно. Она используется практически во всех отраслях экономики: в энергетике, для орошения сельскохозяйственных угодий, для промышленного и коммунальном, бытовом водоснабжения. Часто водные источники служат не только для целей  водозабора, но и являются объектами  хозяйственного использования в  качестве транспортных магистралей, рекреационных  зон, водоемов для развития рыбного хозяйства.

Имеются ли у человечества возможности преодоления  водного кризиса? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо рассмотреть  две взаимосвязанные проблемы: 1) количественное исчерпание запасов  доступных пресных вод в отдельных  регионах земного шара; 2) катастрофическое загрязнение вод в процессе их хозяйственного использования и  качественное истощение водозапасов.

В глобальном масштабе водных ресурсов пока вполне достаточно для удовлетворения всех потребностей мирового хозяйства в этом природном сырье. Однако в отдельных регионах дефицит пресных вод ощущается очень остро и заставляет разрабатывать специальные технические способы увеличения их запасов. К ним относятся: откачка подземных вод, опреснение соленых морских вод, межбассейновые переброски стока, регулирование поверхностного стока и др. Например, перехват водохранилищами паводковых и талых вод резко увеличивает объем местных водозапасов, и для многих стран мира, особенно в Африке, Азии, Европе, Латинской

22

Америке, он превратился в основное мероприятие по снижению дефицита пресных  вод, В мире насчитывается более 16 тыс. водохранилищ с полезным суммарным  объемом 6000 км³. Их эксплуатация увеличила устойчивую составляющую полного мирового стока более чем на 25%.

Более существенные результаты следует ожидать  на пути жесточайшей экономии расходования воды, т. е. применения принципиально  иных рациональных - систем водопользования. Под рациональной системой понимается такая организация водного хозяйства при которой: 1) все население мира обеспечивается питьевой и хозяйственно-бытовой водой в необходимом количестве и должного качества; 2) все образующиеся стоки проходят очистку до стандартов питьевой воды: 3) на промышленных предприятиях внедряются маловодные и "сухие" технологии, бессточные системы отработанных вод с полной очисткой, и регенерацией стоков, замкнутые системы водопользования; 4) полностью прекращается сброс отработанных вод в водные источники.

Методы полной регенерации стоков еще очень дороги и применяются  пока на стадии экспериментальных разработок, но в перспективе они будут  внедряться и в промышленных масштабах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23

 

4. Основные методы очистки сточных вод

 

Очистка сточных вод - обработка  сточных вод с целью разрушения или удаления из них вредных веществ. Освобождение сточных вод от загрязнения - сложное производство. В нем, как  и в любом другом производстве имеется сырье (сточные воды) и  готовая продукция (очищенная вода). Очистка сточных вод - вынужденное  и дорогостоящее мероприятие, представляющее собой довольно сложную задачу, связанную  с большим разнообразием загрязняющих веществ и появлением в их составе  новых соединений.

Методы очистки вод  можно разделить на 2 большие группы: деструктивные и регенеративные.

В основе деструктивных методов лежат процессы разрушения загрязняющих веществ. Образующиеся продукты распада удаляются из воды в виде газов, осадков или остаются в воде, но уже в обезвреженном виде.

Регенеративные  методы - это не только очистка сточных вод, но и утилизация ценных веществ, образующихся в отходах.

Методы очистки вод  можно разделить на: механические, химические, гидрохимические, электрохимические, физико-химические и биологические. Когда же они применяются вместе, то метод очистки и обезвреживания сточных вод называется комбинированным. Применение того или иного метода в каждом конкретном случае определяется характером загрязнения и степенью вредности примеси.

Сущность механического метода состоит в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. Грубодисперсные частицы в зависимости от размеров улавливаются решетками, ситами, песколовками, септиками, навозоуловителями различных конструкций, а поверхностные загрязнения - нефтеловушками,

24

бензомаслоуловителями, отстойниками. Механическая очистка позволяет  выделять из бытовых сточных вод  до 60-75% нерастворимых примесей, а  из промышленных до 95%, многие из которых  как ценные примеси, используются в  производстве.

Химический метод заключается в том, что в сточные воды добавляют различные химические реагенты, которые вступают в реакцию с загрязнителями и осаждают их в виде нерастворимых осадков. Химической очисткой достигается уменьшение нерастворимых примесей до 95% и растворимых до 25%.

Гидромеханические методы применяют для извлечения из сточных вод нерастворимых грубодисперсных примесей органических и неорганических веществ путем отстаивания, процеживания, фильтрования, центрифугирования. С этой целью используют различные конструктивные модификации сит, решеток, песколовок, отстойников, центрифуг и гидроциклонов.

Электрохимические методы очистки сточных вод от различных растворимых и диспергированных примесей включают анодное окисление и катодное восстановление, электрокоагуляцию, электродиализ. Процессы, лежащие в основе этих методов, протекают при пропускании через сточную воду электрического тока. Под действием электрического поля, положительно заряженные ионы мигрируют к катоду, а заряженные отрицательно - к аноду. В прикатодном пространстве происходят процессы восстановления, а в прианодном - процессы окисления.

Физико-химические методы очистки сточных вод многообразны. Это коагуляция, флотация, адсорбционная очистка, ионный обмен, экстракция, обратный осмос и ультрафикация. При физико-химическом методе обработки из сточных вод удаляются тонкодисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества.

25

Биохимические методы очистки сточных вод. Применяются для очистки хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод от органических и некоторых неорганических (сероводорода, сульфидов, аммиака, нитратов и др.) веществ. Процесс очистки основан на способности микроорганизмов использовать эти вещества для питания, превращения их в воду, диоксид углерода, сульфат-фосфат-ион и др. и увеличивая свою биомассу.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26

 

5. Мониторинг окружающей среды

 

В природно-ресурсной базе сельского хозяйства тревожное положение. Промышленность, транспорт, авиация, коммунальное хозяйство резко увеличили загрязнение окружающей среды. Примитивное земледелие и животноводство, ошибки и неудачи в мелиорации, обработке почвы, чрезмерное стравливание пастбищ наряду с аридизацией привели во многих регионах к нарушению стабильности экосистем. Причем эти изменения столь глубоки, что могут стать необратимыми.

В некоторых районах потенциал земли в значительной степени подорван или полностью исчерпан. Поэтому важное значение приобретает мониторинг окружающей среды.

Под мониторингом понимают систему наблюдений, оценки и прогноза состояния окружающей природной среды. Мониторинг окружающей природной среды основан на трех независимых элементах: мониторинге окружающей природной среды, мониторинге искусственной или преобразованной окружающей среды и мониторинге антропосферы. Объект первого мониторинга — абиотические компоненты окружающей среды (литосфера, гидросфера, педосфера и атмосфера). Мониторинг антропогенных изменений дает оценку и прогноз состояния преобразованной и искусственной окружающей среды. Мониторинг антропосферы осуществляется методами демографического и санитарно-гигиенического мониторингов.

В целом задачи, стоящие перед мониторингом, заключаются в выявлении и наблюдении за источниками и воздействиями антропогенных факторов на окружающую среду и прежде всего на биологические системы с конечной целью принятия решений по регулированию ее качества. Различают четыре группы антропогенных факторов.

27

1) Факторы-тела. К ним относятся измененный рельеф, водоемы, каналы, почвы, здания, интродуцированные виды животных и растений и т.д. Многие из этих факторов существуют длительное время. Например, курганы скифов, пирамиды фараонов и т.п. Как правило, факторы-тела неподвижны. Интродуцированные животные представляют в этом отношении исключение, как и растения, которые, распространяя семена с помощью ветра, насекомых и птиц, могут расширять свой ареал.