Содержание
Введение......................................................................................................... 5
Принятые сокращения..................................................................................... 8
Термины и определения................................................................................ 11
1. Геосферы Земли и их характеристики..................................... 15
1.1. Общие представления о геосферах Земли............................................. 15
1.2. Природные ресурсы............................................................................... 22
1.3. Управление качеством окружающей среды.......................................... 28
1.4. Особенности функционирования промышленны предприятий и транспортных средств............................................................................................................ 38
Вопросы для самоконтроля по теме №1...................................................... 43
2. Загрязнение и защита атмосферы............................................. 45
2.1 Особенности загрязнения атмосферы..................................................... 45
2.2 Качество атмосферы................................................................................ 46
2.3 Основные химические примеси, загрязняющие атмосферу................... 49
2.4 Основные источники загрязнения атмосферы........................................ 50
2.5 Основные последствия загрязнения атмосферы..................................... 52
2.6 Методы и средства защиты атмосферы от химических примесей......... 57
2.7 Методы очистки вредных выбросов....................................................... 64
2.8 Аппараты для очистки выбросов от пыли:............................................ 66
2.9 Аппараты для очистки выбросов от жидких взвешенных частиц (туманоуловители):........................................................................................................................ 72
2.10 Методы и аппараты очистки вредных выбросов от газообразных примесей. 73
Вопросы для самоконтроля по теме №2.......................................................... 78
3. Загрязнение и защита гидросферы............................................ 79
3.1 Свойства воды и глобальный водообмен............................................... 79
3.2 Загрязнение гидросферы......................................................................... 81
3.3 Истощение материковых вод.................................................................. 90
3.4 Использование пресных вод................................................................... 91
3.4.1 Качество воды....................................................................................... 93
3.4 Обеспечение качества питьевой воды..................................................... 96
3.4.3 Основные направления в решении проблемы нехватки пресной воды 99
3.5. Методы и средства защиты водных объектов от загрязнения сточными водами 102
Вопросы для самоконтроля по теме №3.................................................... 131
4. Загрязнение и защита литосферы............................................ 132
4.1 Литосфера и ее состав............................................................................ 132
4.2 Классификация (виды) ландшафтов, разрушение ландшафтов.......... 133
4.3 Почва и ее строение. Загрязнение почв. Нормирование и контроль загрязнения почв...................................................................................................................... 138
4.4 Утилизация и ликвидация отходов производства и потребления. Техногенные ресурсные циклы......................................................................................... 144
Вопросы для самоконтроля по теме №4.................................................... 152
5. Электромагнитные поля и защита от их воздействия на окружающую среду............................................................................. 153
5.1 Основные характеристики и классификация электромагнитных полей 153
5.2 Электромагнитные поля естественных и искусственных источников. 157
5.3 Биологические эффекты электромагнитных воздействий.................... 162
5.4 Гигиеническое нормирование параметров ЭМП для населения......... 164
5.5 Защитные мероприятия......................................................................... 170
Вопросы для самоконтроля по теме №5.................................................... 173
6. Защита от акустического загрязнения окружающей среды 175
6.1. Основные представления о звуке и шуме............................................ 175
6.2. Нормирование шума в окружающей среде......................................... 179
6.3 Основные направления шумозащиты................................................... 181
Вопросы для самоконтроля по теме №6.................................................... 189
7. Экологические аспекты космической деятельности на современном этапе развития ракетно-космической техники 190
7.1 Ракетно-космические комплексы и технологические фазы осуществления космического полета.................................................................................... 190
7.2. Техногенное воздействие на окружающую среду при эксплуатации ракетно-космической техники................................................................................... 193
7.3 Пути снижения техногенного воздействия ракетно-космической техники на окружающую среду..................................................................................... 199
7.4. Техногенное воздействие на окружающую среду при эксплуатации наземных испытательных комплексов ракетно-космической техники....................... 207
Вопросы для самоконтроля по теме №7.................................................... 218
8. Международное сотрудничество в сфере экологической безопасности.......................................................................................... 219
Введение
Термином «экология» впервые в 1866 г. немецкий естествоиспытатель Э. Геккель назвал раздел биологии, изучающий взаимодействия организмов со средой их обитания. Среда обитания – природное окружение живого организма. Слово «экология» образовано от греческого «oikos» – дом. Экология – наука о доме. Для всех обитателей Земли «домом» является биосфера – уникальная оболочка нашей планеты, являющаяся областью распространения жизни на ней, глобальной экосистемой, представляющей собой сумму всех земных экосистем. Человек в биосфере является, с одной стороны, биологической частицей всей системы, а с другой – активным ее преобразователем. Человек – самое могущественное существо, способное изменить функционирование экосистем.
История человеческого общества – это история природопользования, т.е. использования природных ресурсов в целях повышения комфорта и благосостояния представителей вида homo sapiens (человек разумный). Долгое время в человеческом мышлении господствовала идея о безграничных возможностях человеческой цивилизации. В ХХ веке, человечество впервые столкнулось с глобальным кризисом из-за неразрешимого конфликта между homo sapiens и средой его обитания на планете Земля. Мир оказался на грани самой страшной рукотворной катастрофы – экологической. При этом надо отдавать отчёт в том, что гибель человека на Земле и даже гибель жизни на нашей планете в результате экологической катастрофы не противоречит ни одному из известных сегодня научных принципов.
Понятие «экологический кризис» впервые появилось в 1972 г. в докладе коллектива под руководством американского кибернетика Д. Медоуза в Римском клубе - авторитетной международной организации по изучению глобальных проблем современности. Авторы построили прогностическую модель мира, используя множество переменных факторов, и пришли к выводу, что при сохранении темпов роста экономики и роста народонаселения человечество придет к катастрофе и погибнет к 2100 г.
Главным итогом многолетней дискуссии, развернувшейся в учёном мире после вышеупомянутого доклада, стало признание факта наличия глобального кризиса при наличии разных точек зрения по вопросу прогнозирования модели дальнейшего развития цивилизации. Осознание человечеством экологического кризиса проявилось в признании следующих положений:
· Земля перестала быть неисчерпаемым источником сырья и энергии;
· планета перестала справляться с ролью всеобщего поглотителя отходов жизнедеятельности человечества;
· деградация биосферы Земли стала необратимой;
· экосистемы, сформировавшиеся за миллионы лет, становятся неустойчивыми на глобальном уровне под человеческим воздействием.
Осознание учёными наличия глобального кризиса привело к осознанию исключительной важности экологии, как научного направления. Экологию стали ставить в один ряд с биологией, физикой, химией. Но если включить в нее все разделы современного естествознания, то практически вся современная наука должна называться экологией. Поэтому правильнее говорить не о новой отрасли науки, а о сформировавшейся тенденции экологизации всей системы знаний. Неэкологическое мышление стало просто опасным для общества. Биосфера представляет собой единый организм, а человек – только его маленькая частица, и единственная возможность для человека выжить – это подчиняться законам Вселенной.
Главными причинами экологического кризиса являются два взрывоподобных процесса в ХХ в.: бурный рост народонаселения (демографический взрыв) и научно-техническая революция. Еще в начале ХХ в. человечество насчитывало около 1 млрд. чел., а к концу ХХ в. увеличилось в 6 раз (всего лишь за одно столетие!). Основным следствием хозяйственной деятельности человека служит нарушение им естественных экосистем. На нарушенных территориях идет распад остатков экосистем, не успевает восстанавливаться устойчивое состояние, идет непрерывный распад органического вещества, нарушен нормальный сбалансированный оборот биогенных веществ, что вынуждает затрачивать дополнительную энергию для его поддержания и для очистки окружающей среды. Научно-техническая революция в определенной мере связана с индустриализацией. Индустриализация – процесс создания крупного промышленного производства во всех отраслях народного хозяйства, ставший характерным для ХХ в. Именно крупные промышленные предприятия наряду с бурно возрастаюшим количеством средств транспорта наносят наиболее массированный вред окружающей среде.
К снижению вредных воздействий промышленности и транспорта на окружающую среду надо стремиться путём создания экологически безопасных технологий, систем, средств транспорта, машин, механизмов и установок. Эта задача, в первую очередь, инженерная. Из рассмотрения этой задачи вытекает определение предмета инженерной экологии. Под инженерной экологией будем понимать область знаний, изучающую воздействие промышленности и транспорта (от машины, установки, транспортного средства, предприятия до техносферы в целом) на окружающую среду и разработку инженерно-технических решений, обеспечивающих экологическую безопасность в техносфере.
Принятые сокращения.
АТ - азотный тетраоксид
АТП - автотранспортный поток
АЭ - акустический экран
АЭС – атомная электрическая станция
БГКП - бактерии группы кишечной палочки
БП - бенз(а)пирен
БПК - биохимическое потребление кислорода
ВВ – вредные вещества
ВДУ - временно допустимый уровень
BMP - вторичные материальные ресурсы
ВПК – военно-промышленный комплекс
ВРД - воздушно-реактивный двигатель
ВРК - возвращаемый ракетный корабль
ВЧ – высокие частоты
«Г» - горючее
ГОСТ – государственный стандарт
ГТК - генератор тепла каталитический
ГЭС – гидроэлектростанция
ДВС - двигатель внутреннего сгорания
ДМЭ - диметиловый эфир
ДОК - допустимое остаточное количество
ЖКТ – желудочно-кишечный тракт
ЖРД - жидкостной ракетный двигатель
ЖЦП - жизненный цикл продукции
ИЗВ - индекс загрязненности воды
ИК - испытательный комплекс
ИТСО - инженерно-технические средства охраны
К(Ж)РТ – компоненты (жидкого) ракетного топлива
КА – космический аппарат
КБ – конструкторское бюро
КЖРТ - компоненты жидкого ракетного топлива
КПУ - командный пункт управления
ЛЭП – линия электропередач
МИК - монтажно-испытательный корпус
МТКК – многоразовый транспортно-космический комплекс
НДМГ - несимметричный диметилгидразин
НИИ – научно-исследовательский институт
НЧ – низкие частоты
«О» - окислитель
ОК - орбитальный корабль
ОМП – оружие массового поражения
ОС - окружающая среда
ОСТ – отраслевой стандарт
ОТРЦ - оборотный техногенный ресурсный цикл
ПАВ - поверхностно-активные вещества
ПАУ – полиароматические углеводороды
ПДВ - предельно допустимый выброс
ПДК – предельно допустимая концентрация
ПДК мр – предельно допустимая концентрация максимальная разовая
ПДК рз – предельно допустимая концентрация рабочей зоны
ПДК сс – предельно допустимая концентрация среднесуточная
ПДУ - предельно допустимый уровень
ППБ и НПБ – правила и нормы пожарной безопасности
ПРТО - передающий радиотехнический объект
ПТЭ и ПБ – правила технической эксплуатации и правила безопасности
ПУЭ – правила устройства электроустановок
ПХБ – полихлорбифенилы
(П)ЭВМ – (персональная) электронно-вычислительная машина
РДТТ - ракетный двигатель на твердом топливе
РК – растворённый кислород
РКК - ракетно-космический комплекс
РКС - ракетно-космическая система
РКТ – ракетно-космическая техника
РЛС – радиолокационная станция
РН - ракета-носитель
РСТ - ресурсосберегающая технология
РЧ – радиочастоты
САС - система аварийного спасения
СВЧ – сверхвысокие частоты
СЗЗ - санитарно-защитная зона
СИ - система измерения
СИЗ - средство индивидуальной защиты
СН – санитарные нормы
СНиП - строительные нормы и правила
СОСГ - система обеспечения сжатыми газами
СПГ – сжиженный природный газ
СПИД – синдром приобретённого имунодефицита
CCБТ – система стандартов безопасности труда
СТРЦ - сквозной технологический ресурсный цикл
СУ - система управления
СУВ - средства управляемого возвращения
СУР - средства уменьшения рассеивания
СЧ - средние частоты
ТБО – твёрдые бытовые отходы
ТМ - тяжелые металлы
ТПЛ - территориально-производственный ландшафт
ТРЦ - техногенные ресурсные циклы
ТЭК – топливно-энергетический комплекс
ТЭС – тепловые электростанции
УЗ – уровень звука
УЗД – уровень звукового давления
УФ-излучение – ультрафиолетовое излучение
ФОП - фосфорорганические пестициды
ХФУ – хлорфторуглеводороды
ЦТРЦ - циркуляционный техногенный ресурсный цикл
ЦУП - центр управления полётом
ЭЛТ - электронно-лучевая трубка
ЭМП – электромагнитное поле
H2ж – водород (H2) жидкий
O2ж - кислород (O2) жидкий
Термины и определения
Абиотические (или абиогенные) экологические факторы – факторы неживой или косной природы (климатические, космические, почвенные, к абиотическим компонентам относятся вещество и энергия);
Биотические (или биогенные) экологические факторы – факторы живой природы (гены, клетки, органы, организмы, популяции, сообщества).
Биосистемы – это биологические системы, в которых биотические компоненты разных уровней организации (от генов до сообществ) упорядоченно взаимодействуют с абиотическими компонентами (энергией и веществом), составляя единое целое с окружающей физической средой.
Биосистемы разных уровней изучаются различными дисциплинами: гены – генетикой, клетки – цитологией, органы – физиологией, организмы – ихтиологией, микробиологией, орнитологией, антропологией и др.
Популяция – совокупность разновозрастных особей одного вида, обменивающихся генетической информацией, объединенных общими условиями существования, необходимыми для поддерживания численности (например, популяция грызунов). Важнейший параметр популяции – ареал, т.е. занимаемая площадь, размер (численность, биомасса, плотность), способ распределения в пространстве (равномерное или случайное). Любой вид в природе представлен совокупностью популяций.
Биоценоз – совокупность популяций, которая функционирует в определенном пространстве абиотической среды – биотопе.
Биотоп – однородное по абиотическим факторам местообитание, занятое одним и тем же сообщество (примеры биотопов – лесопарк, прибрежная отмель, склон оврага).
Экосистема – это система, в которой биотический компонент представлен биоценозом, абиотический – биотопом (биоценоз + биотоп = экосистема).
Биосфера – наружная оболочка (сфера) Земли, область распространения жизни (bios – жизнь), или по другому определению - это сумма экосистем, включающая все живые организмы, взаимосвязанные с физической средой Земли.
Биота - любая пространственную совокупность всех живых организмов.
Техносфера - совокупность искусственных объектов, созданных целенаправленной деятельностью человека, и природных объектов, измененных этой деятельностью.
Ноосфера – преобразованные в сферу разума биосфера и техносфера, как конечная цель человека; в ноосфере человек осуществляет управление всеми биосферными процессами.
Авария – разрушение сооружений, оборудования, технических устройств, неконтролируемые взрыв и (или) выброс опасных веществ, создающие угрозу жизни и здоровью людей.
Безопасность – состояние, при котором отсутствует недопустимый риск, связанный с причинением вреда жизни или здоровью граждан, имуществу физических или юридических лиц, государственному и муниципальному имуществу, окружающей среде, жизни или здоровью животных и растений.
Вред окружающей среде – негативное изменение окружающей среды в результате её загрязнения, повлекшее за собой деградацию естественных экологических систем и истощение природный ресурсов.
Инцидент – небезопасное происшествие, связанное с работой, или произошедшее в процессе работы, но не повлекшее за собой травму.
Опасность – фактор, способный причинить травму или ущерб здоровью человека.
Организация – компания, фирма, проект. Предприятие, учреждение, завод, фабрика, объединение, орган власти, общественный институт или ассоциация, и т.п., либо их части входящие или не входящие в их состав, различных форм собственности, которые имеют собственные функции и управления. В организациях, имеющих больше одного структурного подразделения, отдельно взятое структурное подразделение также может быть определено как организация.
Оценка воздействия на окружающую среду – вид деятельности по выявлению, анализу и учету прямых, косвенных и иных последствий воздействия на окружающую среду планируемой, хозяйственной и иной деятельности в целях принятия решения о возможности или невозможности её осуществления.
Риск – комбинация вероятности возникновения опасного события или воздействия.
Стандарт – документ, в котором в целях добровольного многократного использования устанавливаются характеристики продукции, правил осуществления и характеристик процессов производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, выполнение работ или оказание услуг.
Требование в области охраны окружающей среды – предъявляемые к хозяйственной или иной деятельности обязательные условия, ограничения или их совокупность, установленные законами, иными нормативами, государственными стандартами и иными нормативными документами в области охраны окружающей среды.
Технический регламент – документ, который принят международным договором РФ, ратифицирован в порядке, установленном законодательством РФ, или федеральным законом, и указом Президента РФ или постановлением Правительства РФ, и устанавливает обязательные для применения и исполнения требования к объектам технического регулирования (продукции, в том числе зданиям, строениям и сооружениям, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации).
Технологический норматив – норматив допустимых выбросов и сбросов веществ микроорганизмов, который устанавливается для стационарных, передвижных и иных источников, технологических процессов, оборудования и отражает допустимую массу выбросов и сбросов веществ и микроорганизмов в окружающую среду в расчете на единицу выпускаемой продукции.
Экологический аудит – независимая, комплексная, документированная оценка соблюдение субъектом хозяйственной или иной деятельности требований, в том числе нормативов и нормативных документов, в области охраны окружающей среды, требований международных стандартов и подготовка рекомендации по улучшению такой деятельности.
Экологический риск – вероятность наступления события, имеющего неблагоприятные последствия для природной среды и вызванного негативным воздействиям хозяйственной или иной деятельности, чрезвычайными ситуациями природного и техногенного характера.
Геосферы Земли и их характеристики