Экология лекции. Конспект подготовлен студентами, не проходил проф. Редактуру и может содержать ошибки. Следите за обновлениями на vk. Comteachinmsu
 Скачать 1.47 Mb.
|
|
Ноосферный баланс – это баланс разумного потребления и опережающего воспроизводства ресурсов. Ноосферный баланс формируется коллективным разумом, а не умом отдельного индивидуума. Ноосферный баланс может быть обеспечен только за счет технического прогресса, который в свою очередь невозможен без развития науки, образования и ноосферного мировоззрения человечества. Технологии быстро устаревают – мир постоянно меняется. Поэтому люди готовятся ко всему заранее. И все, о чем говорилось выше, сейчас называется ноосферные технологии. Вода. Большую часть поверхности Земли занимает пода (7196). Подробнее в цифрах: площадь Земли – 510 072 000 км2, на ней содержится 50 млн кмз пресной воды. Сток северных рек -1320 км3/год-20 лет понадобится, тобы заполнить Байкал Дело вовсе не в недостатке воды на планете-дело в распределении по регионам и ее очистке. Природный цикл воды должен стать образом для создания природоподобных технологий Природоподобные технологии: вовлечение воды научно-технический искусственный учет; опреснение с помощью ΓΡΑΦΕН. ГЛОБАЛЬНАЯ ЭКОЛОГИЯ ГАБДУЛЛИН РУСЛАН РУСТЕМОВИЧ КОНСПЕКТ ПОДГОТОВЛЕН СТУДЕНТАМИ, НЕ ПРОХОДИЛ ПРОФ РЕДАКТУРУ И МОЖЕТ СОДЕРЖАТЬ ОШИБКИ СЛЕДИТЕ ЗА ОБНОВЛЕНИЯМИ НА VK.COM/TEACHINMSU 19 Энергия. Человечество должно вернуться к природоподобию. Иначе катастрофа, выражающаяся, в том числе, и в глобальном потеплении климата. Природа копила углерод миллионы лет, чтобы он не «сжег» планету, а мы его усиленно добываем из под земли. Выскажу нетрадиционную мысль: нужно не только с угрозой парниковых газов бороться, а запретить добычу угля – вот это будет кардинальное решение, которое спасет миллионы жизней, ибо люди умирают по 1 чел. на 1 млн. т. добытого угля при добыче и вследствие заболеваний, связанных с загрязнением воздух. Для выработки ядерной энергии нужно не так много обогащённого топлива, так же вырабатывается тепловая и др. энергия Природоподобные технологии: ядерная и термоядерная. Материальные и пищевые ресурсы. При современном уровне спроса ресурсов Земли достаточно только для 2 млрд чел. Потребление природных ресурсов Земли в 2-3 раза превышает устойчивое. Если мы не начнем действовать сейчас, мы на нашем веку застанем последствия истощения природных ресурсов. К ресурсам относятся и лес и биоразнообразие. В настоящее время 18 млн акров леса уничтожается каждый год. Половина мировых лесов уже вырублена. Ноосферный баланс включает и проблему мусора, который необходимо пускать в повторный оборот. Следует отметить, что природа – это миллионы лет без ресурсного голода, самовоспроизведение, замкнутый ресурсооборот, а цивилизация – это 200 лет движения к ресурсной катастрофе. Сейчас разрабатывают строительные материалы, которые поглощают парниковые газы, сами себя ремонтируют (что экономит ресурсы). Попытки удешевления массового производства пищевых ресурсов. НOOC-технологии. Разум и научно-технический прогресс. Глобальные экологические проблемы. Природоохранные технологии. Глобальные экологические проблемы: 1. Изменение климата. 2. Загрязнение атмосферного воздуха, воды и почвы 3. Истощение природных ресурсов 4. Потеря биоразнообразия 5. Сокращение лесного покрова Земли ГЛОБАЛЬНАЯ ЭКОЛОГИЯ ГАБДУЛЛИН РУСЛАН РУСТЕМОВИЧ КОНСПЕКТ ПОДГОТОВЛЕН СТУДЕНТАМИ, НЕ ПРОХОДИЛ ПРОФ РЕДАКТУРУ И МОЖЕТ СОДЕРЖАТЬ ОШИБКИ СЛЕДИТЕ ЗА ОБНОВЛЕНИЯМИ НА VK.COM/TEACHINMSU 20 6. Разрушение озонового слоя 7. Накопление отходов Это все компоненты, которые используются в уравнении человечества и окружающего мира. Преодоление этих проблем лежит в основе теории «Устойчивого развития». Энергия для решения глобальных экологических проблем. Энергия и Материя взаимосвязаны. Закон о сохранении энергии/материи. В 1748 г. Ломоносов писал Эйлеру: «...Все перемены, в натуре случающиеся, такого суть состояния, что сколько чего у одного тела отнимется, столько присовокупится к другому, так ежели где убудет несколько материи, то умножится в другом месте… Сей всеобщий естественный закон простирается и в самые правила движения, ибо тело, движущее своею силою другое, столько же оные у себя теряет, сколько сообщает другому, которое от него движение получает...». То есть взаимосвязь, по сути, выражена уже тогда – связь материи и энергии В «О сохранении силы» Гельмгольц писал: «Во всех случаях движения материальных точек под влиянием их притягательных и отталкивательных сил, интенсивность которых зависит только от расстояния, потеря в количестве силы напряжения всегда равна приращению живой силы, а приращение первой – потере второй. Следовательно, сумма всех сил и сил напряжения является всегда величиной постоянной». Важно, чтобы человечество не шло по пути сокращения природных ресурсов, неконтролируемому росту отходов. Природоподобные технологии. Нужно больше использовать энергию солнечного света и тела. Так в некоторых странах Западной Европы (Испании, Португалии, Германии) это практикуется. Солнечное тепло добывается на гелио-термальных станциях, когда через систему зеркал направляют солнечные лучи в одну точку в емкость с очень вязкой субстанцией, напоминающей трансформаторное масло, которая нагревается до высоких температур, потом она нагревает до кипения воду, от этого крутится турбина и начинает вырабатываться электричество. В Саудовской Аравии практикуется выработка солнечной энергии, но это сделано для обеспечения безопасности крупных строений в случае их обесточивания. Такую энергию можно вырабатывать еще несколько миллиардов лет, пока светит и дает нам тепло Солнце. Есть проекты автомобилей, самолетов, кораблей, у которых на корпусах есть солнечные батарее. ГЛОБАЛЬНАЯ ЭКОЛОГИЯ ГАБДУЛЛИН РУСЛАН РУСТЕМОВИЧ КОНСПЕКТ ПОДГОТОВЛЕН СТУДЕНТАМИ, НЕ ПРОХОДИЛ ПРОФ РЕДАКТУРУ И МОЖЕТ СОДЕРЖАТЬ ОШИБКИ СЛЕДИТЕ ЗА ОБНОВЛЕНИЯМИ НА VK.COM/TEACHINMSU 21 Природа сама справлялась со всеми катаклизмами (см. курс «История развития земли»). Было много видов, которые вымерли. Их изучают палеонтологи. Но каждый раз оставались те, кто приспосабливался к различным неблагоприятным сценариям: падение крупного астероида, извержения вулканов длительное время, ледниковые периоды, лишение озонового слоя. Наши технологии не позволяют добывать и перерабатывать ресурсы на 100%. Бионика – строительство зданий, сооружений, технологий, изобретение механизмов, в основе которых лежит принцип живой природы. Энергия и материя: природоподибие. Природоподобные технологии, к примеру, искусственный интеллект, дают нам множество вопросов и опасений. Человеческий мозг не может превзойти ИИ по ряду параметров. Если люди будут совершенствовать робототехнику, то самое важное не позволять машинам проектировать машины – это потеря контроля человеком над развитием. Технологический уклад. Человечество постепенно развивается. В XVIII веке было важно механизировать ткацкое производство, это первый технологический уклад: появляются ткацкие станки, работающие от крутящегося вала под потолком фабрики. Следующий уклад был в XIX веке: эра пара и железных дорог, что позволяло осваивать большие территории за довольно короткий промежуток времени. Третий технологический уклад: эра стали и электричества (конец XIX – начало XX) . Четвертый: эра нефти, автомобилестроения, массового производства (XX век). Эра информатизации и телекоммуникаций – пятый уклад, который ещё продолжает развиваться. В него входит создание вычислительных машин, ПК. Шестой уклад это эра нанобиотехнологий, когда микророботы будут излечивать человека изнутри. Сейчас есть уже роботы, которые проводят некоторые виды хирургических вмешательств. Рис. 2.2 Технологические уклады. ГЛОБАЛЬНАЯ ЭКОЛОГИЯ ГАБДУЛЛИН РУСЛАН РУСТЕМОВИЧ КОНСПЕКТ ПОДГОТОВЛЕН СТУДЕНТАМИ, НЕ ПРОХОДИЛ ПРОФ РЕДАКТУРУ И МОЖЕТ СОДЕРЖАТЬ ОШИБКИ СЛЕДИТЕ ЗА ОБНОВЛЕНИЯМИ НА VK.COM/TEACHINMSU 22 Лекция 3. Истощение природных ресурсов. Природные ресурсы. Природные ресурсы – это компоненты и свойства живой и неживой природы, которые используются или могут быть использованы для удовлетворения потребностей и нужд в процессе производства и жизнедеятельности. Могут быть использованы как: • непосредственные предметы биологического потребления (кислород, питьевая вода, рыба и т.д.); • средства труда, с помощью которых осуществляется общественное производство (земля, водные пути и т.д.); • предметы труда, из которых производятся изделия (минералы, древесина и др.); • источники энергии (энергия ветра, гидроэнергия, запасы горючих ископаемых и т.д.); • средства обеспечения отдыха и восстановления здоровья (рекреационные ресурсы). Важно понимать, что с развитием новых технологий, освоения природных богатств потребности общества меняются. Классификация природных ресурсов. По признаку происхождения: Ø минеральные, Ø климатически, Ø водные, Ø земельные, Ø биологические, Ø почвенные. Типы природных ресурсов: o Исчерпаемые – невосстанавливаемые или восстанавливаемые миллионами лет: § Невозобновимые (ископаемые руды, осадочные породы); § Относительно возобновимые (почвы, деревья больших возрастов); ГЛОБАЛЬНАЯ ЭКОЛОГИЯ ГАБДУЛЛИН РУСЛАН РУСТЕМОВИЧ КОНСПЕКТ ПОДГОТОВЛЕН СТУДЕНТАМИ, НЕ ПРОХОДИЛ ПРОФ РЕДАКТУРУ И МОЖЕТ СОДЕРЖАТЬ ОШИБКИ СЛЕДИТЕ ЗА ОБНОВЛЕНИЯМИ НА VK.COM/TEACHINMSU 23 § Возобновимые (флора, фауна, пресная вода, некоторое минеральное сырье и прочее). o Неисчерпаемые: § Космические (солнечная радиация, морские приливы и др.); § Климатические (атмосферный воздух); § Водные По виду хозяйственного использования: o Промышленного производства: § Энергетические (горючие полезные ископаемые, гидроэнергоресурсы, биоконверсионная и ядерная энергия); § Неэнергетические (ресурсы металлургии, химии, нефтехимии, лесопереработки и прочее). o Сельскохозяйственного производства: § Агроклиматические ресурсы; § Почвенно-земельные ресурсы; § Растительные кормовые ресурсы; § Водные ресурсы. По использованию в производстве: Ø Земельный фонд (с/х земли, земли населенных пунктов). Ø Лесной фонд (лес, просеки, дороги, болота) Ø Водные ресурсы (подземные и поверхностные воды) Ø Гидроэнергетические ресурсы (реки, приливно-отливная деятельность океана) Ø Ресурсы флоры и фауны (растительный и животный мир) Ø Полезные ископаемые (рудные, нерудные, топливно-энергетические ресурсы) Распределение природных ресурсов. Природные ресурсы – это база развития экономики страны, поэтому важной является экономическая оценка всего комплекса природных ресурсов. Это позволяет выявлять ресурсообеспеченность территории и определять практические меры по обеспечению ее недостающими ресурсами на перспективу (покупка у других стран). ГЛОБАЛЬНАЯ ЭКОЛОГИЯ ГАБДУЛЛИН РУСЛАН РУСТЕМОВИЧ КОНСПЕКТ ПОДГОТОВЛЕН СТУДЕНТАМИ, НЕ ПРОХОДИЛ ПРОФ РЕДАКТУРУ И МОЖЕТ СОДЕРЖАТЬ ОШИБКИ СЛЕДИТЕ ЗА ОБНОВЛЕНИЯМИ НА VK.COM/TEACHINMSU 24 С этих позиций важным является установление природно-ресурсного потенциала территории. Это дает понимания насколько страна может самостоятельно развиваться, сколько её необходимо бюджета для покупки ресурсов и т. д. Природо-ресурсный потенциал. По степени изучения и технической доступности: • Доступные (доказанные, реальные): o Сырье, выявленное современными методами, технически доступное и экономически рентабельное. • Потенциальные (общие): o Полезные для человека элементы природы, установленные теоретическими расчетами, рекогносцировочными обследованиями, а также включающие ту часть, которую в настоящее время невозможно освоить технически или экономически (пресные воды в ледниках). Важно: при прогнозе ресурсов нужно учитывать перспективу. Глобальная экологическая проблема – истощение природных ресурсов. В ХХ в. среди проблем мирового развития обозначилась проблема исчерпаемости и нехватки природных ресурсов, особенно энергетических, водных и минеральных. По оценкам специалистов при сохранении современных темпов добычи и потребления, разведанные запасы будут исчерпаны: нефть – 30 лет, газ – 50 лет, Уголь – 200 лет. В настоящее время уровень потребления возобновляемых природных ресурсов начал превышать скорость их возобновления, стала также очевидна ограниченность запасов многих невозобновляемых видов ресурсов (например, ископаемого топлива). В XX и XXI веках потребление базовых материалов заметно ускорилось в значительной степени за счет трансформации энергетической базы развития экономики. Человечеству придется либо изменить используемые технологии, либо установить порог численности населения, если не будет возможности использовать «Устойчивое развитие». Иначе будет либо экономический кризис, либо вымирание нашего вида. Причины истощения природных ресурсов. 1. Численность населения. 2. Среднедушевое потребление. 3. Загрязнение и деградация окружающей среды. ГЛОБАЛЬНАЯ ЭКОЛОГИЯ ГАБДУЛЛИН РУСЛАН РУСТЕМОВИЧ КОНСПЕКТ ПОДГОТОВЛЕН СТУДЕНТАМИ, НЕ ПРОХОДИЛ ПРОФ РЕДАКТУРУ И МОЖЕТ СОДЕРЖАТЬ ОШИБКИ СЛЕДИТЕ ЗА ОБНОВЛЕНИЯМИ НА VK.COM/TEACHINMSU 25 4. Эффективность использования ресурсов. Климатические беженцы – это люди, которые перемещаются в связи с нехваткой тех или иных ресурсов. Эта глобальная проблема связана с ограниченностью важнейших органических минерально-сырьевых ресурсов планеты. Ситуация в России: Ø Материалоемкость экономики-ключевой фактор, определяющий уровень нагрузки на окружающую среду. На долю добычи, производства, переработки, транспортировки природных ресурсов приходится 87% выбросов ПГ, 76% выбросов вредных веществ в атмосферу, 77% сбросов загрязненных вод и 97% формирования отходов. Ø В России статистический учет эффективности использования природных ресурсов не ведётся. Ø Добыча материалов (топлива, руд металлов и сырья для строительства, а также биомассы) превысила 2.4 млрд т в год, или в расчете на душу населения 17 т. Это на 70% выше среднемирового уровня. Ø В составе извлекаемых ресурсов более половины приходится на топливо. Последствия истощения природныз ресурсов: • На добычу и сжигание ископаемого топлива, производство базовых материалов и биомассы, а также на их перевозку приходится более 85% антропогенных выбросов парниковых газов. • По мере роста уровня экономического развития происходит насыщение удельного расхода материалов на единицу ВВП и одного человека. • Для обеспечения устойчивого развития и минимизации антропогенного воздействия на экосистемы и климат необходимо снизить вредные выбросы на 40-70% к 2050 г. Российское экологическое сотрудничество с другими государствами: Ø Конвенция ЕЭК ООН о доступе к информации, участии общественности в процессе принятия решения и доступе к правосудию по вопросам окружающей среды (Орухусская конвенция, 1998) Ø Соглашение о приграничном сотрудничестве в области изучения освоения и охраны недр (2001) Водные ресурсы. Водные ресурсы – это все воды гидросферы, то есть воды рек, озёр, каналов, водохранилищ, морей и океанов, подземные воды, почвенная влага, вода (льды) горных и полярных ледников, водяные пары атмосферы. ГЛОБАЛЬНАЯ ЭКОЛОГИЯ ГАБДУЛЛИН РУСЛАН РУСТЕМОВИЧ КОНСПЕКТ ПОДГОТОВЛЕН СТУДЕНТАМИ, НЕ ПРОХОДИЛ ПРОФ РЕДАКТУРУ И МОЖЕТ СОДЕРЖАТЬ ОШИБКИ СЛЕДИТЕ ЗА ОБНОВЛЕНИЯМИ НА VK.COM/TEACHINMSU 26 Общий объём (единовременный запас) водных ресурсов составляет 1390 млн.куб.км, из них около 1340 млн.куб.км – воды Мирового океана. 96-97% – это соленая вода. Менее 3% составляют пресные воды, из них технически доступны для использования – всего 0,3 %, так 2/3 воды находится в виде льда, вечной мерзлоты, снега, 30% – грунтовые воды, а 1% – поверхностные вод. 71% поверхности Земли – вода. Площадь Земли – 510 072 000 км2. 50 млн км³ пресной воды. 1340 млн км3 соленой . Байкал-2360о км3. Сток всех рек России больше 4000 км3/год. Сток северных рек-1320 км3/год – 20 лет понадобится, чтобы заполнить Байкал Океанические воды покрывают почти 3,4 поверхности земного шара слоем глубиной около 4 км, составляя 97% гидросферы, воды суши содержат всего лишь 1%, а в ледниках «законсервировано» только 2%. Вода в жизни человека. На планете насчитывается только видов животных более 1,5 миллионов. Более 350 тысяч видов растений. И это все многообразие на 60-99% состоит из этого удивительного вещества – воды. Человек на 65-70% состоит из воды и если без пищи человек может прожить 30 - 40 дней, то без воды – просуществует лишь несколько дней. Типы вод (используемые для водоснабжения): 1. Вода из поверхностных источников (реки, озера); 2. Вода подземных горизонтов, забираемая на разных глубинах (обычно до 150-260м); 3. «Горная» вода, т.е. вода, образующаяся в результате таяния снега и льда в горах. Все эти источники существенно различаются по составу веществ, находящихся в воде. Соответственно отличаются и технологии на станциях водоподготовки питьевой воды. Их задача – очистить поступающую воду до безопасных для здоровья концентраций всех веществ, находящихся в природной воде. Общая характеристика водных ресурсов. По данным ООН в Повестке дня третьего тысячелетия вода будет играть решающую роль. В 2000 г. дефицит пресной воды, включая сельскохозяйственные и промышленные нужды, оценивался в 230 млрд м 3/год. Ожидается, что к 2025 г. этот дефицит на планете увеличится до 1,3-2,0 трлн м 3/год По общему объему ресурсов пресной воды Россия занимает лидирующее положение среди стран Европы. |