лекция. Лекция 1 Тема Что изучает современная экология Экология как наука, ее цели и задачи. История формирования науки

• Название: Лекция 1 Тема Что изучает современная экология Экология как наука, ее цели и задачи. История формирования науки
• Анкор: лекция
• Дата: 30.08.2022
• Размер: 320 Kb.
• Имя файла: kurs_lekciy_eop_umk.doc
• Тип: Лекция; #656565
• страница: 3 из 5

Ядерная энергетика — очень молодая отрасль. Первая АЭС в мире была пущена в 1954 г. в СССР, после чего началось бурное развитие ядерной энергетики. В настоящее время, по данным МАГАТЭ, ядерная энергетика развита почти в 30 странах мира. Доля АЭС в общем производстве электроэнергии в мире на начало 1990 г. составила примерно 17%.

Несмотря на свою недолгую историю, ядерная энергетика накопила много сложных проблем, решение которых возможно лишь с учетом экологических требований. Одна из самых сложных — это проблема радиоактивных отходов (РАО), количество которых стремительно растет (по подсчетам ученых, к 1995 г. только западные страны накопят около 55 тыс. т РАО, а к концу века их наберется 125 тыс. т). На атомных станциях образуются газообразные, жидкие и твердые РАО разного уровня радиоактивности. В некоторых странах производится переработка РАО. На пример, во Франции отходы сначала хранятся на территории АЭС, затем на заводах растворяются в азотной кислоте, полученные азотнокислые соли урана или плутония выделяют в виде твердого вещества и в дальнейшем используют вновь.

Как же обстоит дело с захоронением РАО?

Захоронить РАО — значит навечно поместить их в специальные пункты захоронения («могильники»), где они были бы выведены из сферы человеческой деятельности и биологических процессов.

Захоронение позволяет изолировать любые виды РАО, в том числе наиболее опасные — высокоактивные с большими периодами полураспада. Поэтому захоронение считается одним из принципиальных способов решения проблемы при сегодняшнем технологическом уровне.

Многолетние исследования показали, что вместилищами РАО могут служить три типа геологических формаций: глины (аллювий), скальные породы (гранит, базальт), каменная соль. Глины используются для создания приповерхностных пунктов захоронения (см. рис. 43), а скальные породы и каменная соль — для строительства глубинных могильников. Поиски решения проблемы РАО должны вестись с двух сторон: 1-я — сокращение отходов за счет совершенствования технологии и вторичная их переработка; 2-я — совершенствование технологии захоронения в целях большей безопасности.

Следующая проблема, связанная с предыдущей,— это демонтаж АЭС, которые отработали положенный им 30-летний срок. К 2010 г. в таком положении окажется 2/3 АЭС, работающих сегодня в разных странах мира. Вывод АЭС из эксплуатации — сложный, дорогостоящий и продолжительный процесс, причем небезопасный, хотя и работающая АЭС потенциально опасна из-за возможности аварийных ситуаций.

Аварии различной мощности на АЭС происходили и про­исходят во многих странах мира. Среди них три особенно крупные: в Англии на АЭС «Уиндскейл», в США на АЭС «Тримайл-Айленд» (1979), на Украине в Чернобыле (1986). В результате разрушения реактора и его активной зоны на АЭС в Чернобыле в окружающую среду попали десятки миллионов кюри радиоактивных веществ, которые в основном выпали с осадками на территории Украины, Белоруссии, центральных областей России. Однако заметные выпадения радиоактивных веществ с дождями были зарегистрированы в Австрии, Германии, Польше, Финляндии, Швеции.

Поэтому главное требование к функционированию АЭС— обеспечение более высокой степени безопасности на всех стадиях технологического процесса и этапах работы. Возможно подземное размещение реактора в скальных породах, как, например, в Швеции. Достижение этого позволило бы снять на­пряженность в решении энергетической проблемы за счет вы­деления новых мощностей на АЭС.

Нельзя забывать и о явных преимуществах АЭС. Прежде всего это возможность приблизить станцию к потребителю энергии, поскольку она независима от месторождения урано­вых рудников благодаря компактности ядерного горючего и продолжительности его использования. Количество образующихся отходов здесь значительно меньше, чем на ТЭС, к тому же это одна из возможностей экономии угля, нефти, газа и широкого их использования в других отраслях.

2. Альтернативная энергетика как перспективный путь решения экологических проблем

К альтернативным источникам энергии относятся нетрадиционные возобновляемые источники — солнечная энергия, энергия ветра, энергия приливов, геотермальная энергия биомассы и др.

Потенциальные ресурсы альтернативной энергетики достаточно велики и превышают потребности в энергии, но экономические и технологические возможности их ограничены, и поэтому они пока занимают весьма скромное место, хотя и обладают большими перспективами.

Наибольшим потенциалом обладает солнечная энергия, среди достоинств которой неисчерпаемость и экологическая чистота. Однако поток солнечной радиации обладает малой плотностью, он рассеян. Для его концентрации требуется строительство гелиоустановок, которые далеки, конечно, от большой энергетики, но позволяют покрыть локальные потребности. Конструкция их может быть самая разная (например, Братский завод отопительного оборудования серийно производит солнечные коллекторы. Это плоские металлические панели, закрытые сверху прозрачным стеклом. Панели размещаются на крышах домов. Вода в них нагревается до 100°С. Кипяток отдает тепло циркулирующей в аппаратах воде, которая поступает в квартиры).

Во многих странах мира (Японии, США, Франции, Алжире и др.) функционируют тысячи солнечных установок, обеспечивая теплом население и потребности хозяйства. В 1985 г. в Крыму было завершено строительство солнечной электростанции (СЭС-5) мощностью 5 тыс. кВт. (Вспомните первую АЭС той же мощности.) Возможно, она даст толчок такому же бурному развитию солнечной энергетики, как ее «коллега» из Обнинска — ядерной.

Энергия ветра. Ветроэнергетические ресурсы приземного слоя атмосферы огромны и ранее широко использовались на ветряных мельницах.

Достаточно вспомнить Нидерланды, неотъемлемой частью пейзажа в которых, наряду с каналами, дамбами и протоками, являлись ветряные мельницы, которые откачивали воду с затопленных территорий и отвоевывали их у моря, превращая в культурные сельскохозяйственные угодья. К концу века в маленькой Дании тоже крутилось 30 тыс. ветряных мельниц. По-видимому, и в Испании они не были редкостью, коль скоро герой романа Сервантеса сражался именно с ними. А сколько их было в России? До революции — около 250 тыс. ветряков.

И все-таки сначала паровая машина, а потом двигатель внутреннего сгорания, электромотор вытеснили ветряные мельницы, но колоссальная энергия ветра осталась, хотя, чтобы заставить его работать, надо, чтобы он дул постоянно и с достаточной силой. Для нормальной работы требуется скорость 4— 5 м/с, иначе агрегаты вообще не смогут работать. Наибольшей же эффективности установки достигают при скорости 6—9 м/с.

Развитие данного вида энергетики сдерживается большими потерями при преобразовании энергии ветра в электроэнергию (лишь1/4 часть), непостоянством скорости и направления ветра, сложностью создания и функционирования крупных установок.

Энергия приливов. Океан не знает ни многоводных, ни маловодных лет. Он к тому же строго выдерживает график

своих суточных колебаний с точностью до минут. Это свойство океана, выражающееся посредством приливов и отливов, также может использоваться человеком. Энергия приливов уже используется на ПЭС во Франции (устье реки Роне на побережье Ла-Манша). В России работает Кислогубская ПЭС на Кольском полуострове. ПЭС выгодно строить в тех местах, где приливная волна достигает большой высоты: в канадском заливе Фанди (17 м), в проливе Ла-Манш (до 15 м), в Охотском море (Пенжинская губа на Камчатке, до 13 м), в Белом море (до 10 м).

Попробуйте показать в виде схемы механизм работы ПЭС.

Геотермальная энергия. Горячие ключи и гейзеры встречаются во многих районах мира. Они есть в Италии и Исландии, Мексике и Чили, США и Новой Зеландии. Подземное тепло превращается в электроэнергию на гео-ТЭС в Японии, Италии, Мексики, США. В России тоже действует опытная гео-ТЭС — Паужетская на Камчатке мощностью 11 млн. кВт.

Энергия биомассы. Одно из перспективных направлений энергетического использования биомассы — производство из нее биогаза, который можно преобразовать в тепловую и электрическую энергию, использовать в двигателях внутреннего сгорания. Использование органических веществ решает, поми­мо этого, и задачи очистки сточных вод, утилизации отходов городов, получения удобрений.

Лекция № 8

Тема 2.1. Природопользование в России.

История природопользования в России.

Заповедное дело в России.

1. 
   История природопользования в России.
   

Обратив свой взор к самой заре человеческой истории, мы увидим, что племена, проживавшие на территории России, занимались в основном собирательством, охотой, рыболовст­вом, другими видами промысла. Использование минеральных ресурсов сводилось лишь к применению их в качестве орудий труда.

Человек начинает производить бытовые металлические изделия (ножи, иглы) и украшения из самородной меди, золота, серебра. Для гончарного дела используются глины, развивается бронзолитейное производство, плавка железных руд. Из выплавленного железа ковались мечи, сабли, топоры.

Степень воздействия на природу была достаточно «мягка», а способности природы к самоочищению и самовосстановле­нию высоки, поэтому заметных нарушений в природном комплексе не происходило.

В конце I — начале II тысячелетия на значительной терри­тории европейской части России проживали финно-угорские племена (рис. 58). Русское население сосредоточивалось на меридианальной полосе, вдоль Днепра, с его притоками, реками Ловать и Волхов.

С XII в. начинается массовое переселение русских в вер­ховье Волги и ее притоков. Окско-Волжское междуречье в то время представляло собой липово-дубовые леса с подлеском из лещины, можжевельника, богатым широкотравьем, служив­шим хорошей кормовой базой для животноводства. Распро­странялись эти леса далеко на север, вплоть до Вологодской области. Дубравы, покрывавшие водосборы рек, предотвраща­ли высокие паводки, что позволяло жителям селиться в поймах.

Основным занятием населения становится сельское хозяй­ство, а в нем подсечно-огневое земледелие, которое господ­ствовало в Подмосковье вплоть до XVI в. (Вспомните, какие экологические последствия возникают при этом.)

Продолжающееся в дальнейшем освоение территории со­провождалось обширными вырубками леса для строительства городов, флота, для применения в качестве топлива, для рас­чистки места под пашню, что привело к снижению лесистости, замене хвойных и широколиственных лесов на менее ценные.

Русские переселенцы на новых местах оказывались в более суровых, чем прежде, климатических условиях. Выживание русского этноса зависело от многих причин, в числе важней­ших — особенности природопользования. Необходимо было организовать его так, чтобы в условиях континентального климата, небольшого вегетационного периода, долгих суровых зим обеспечить семью продовольствием, теплым жильем, одеждой. Московские русичи вначале редко селились круп­ными поселениями. Обычным типом была однодворовая дерев­ня, которая строилась на «росчисти» и отделялась от соседей лесным кордоном. Такая система обеспечивала защиту поля от вымерзания (болото рядом) и от засухи (лес рядом), обес­печивая стабильные урожаи. Большое значение имели заго­товки продуктов на зиму, в том числе грибов и ягод, которые обеспечивали семью витаминами. Деревянные строения изб, отличающиеся гигиеническими качествами, держали тепло, защищали от сырости.

Постепенное сведение лесов привело к тому, что на реке Москве участились наводнения. Пришлось зарегулировать ее водохранилищами. Таким образом, роль хранилищ воды пе­решла от широколиственных лесов, обладающих хорошими водоудерживающими свойствами, к искусственным гидро­системам.

С начала XVII в. территория России распространяется по всей Русской равнине до Черного, Каспийского морей и далее до Тихого океана.

Продолжается экстенсивное сельскохозяйственное при­родопользование. Наряду с ним возникают и развиваются отрасли горнодобывающей и обрабатывающей промышлен­ности. Основа крупной горнодобывающей промышленности за­кладывается на Урале (демидовские заводы).

Рудные разработки в Сибири велись и раньше, но теперь выплавка руд началась в заводских условиях.

Хроника того времени: 1628 г.— первый в Восточной Сибири железо­делательный завод; сереброплавильные заводы — Нерчинский (1704 г.), Ду-герский (1763 г.), Кутомарский (1764 г.), Шилкинский и Куренсель-минский (1767 г.); медеплавильный близ Минусинска (1737 г.). Мыли золо­то, добывали свинец, олово, цветные камни.

В 1707 г. по указу Петра I начались поиски ключевых вод, которые можно было бы использовать для лечения от разных болезней. Первым курортом, который стал функциони­ровать в России с 1718 г., был курорт «Марциальные воды», далее многие, в том числе и до сих пор известные — Пяти­горск (1803 г.), Старая Русса (1815 г.).

В течение XIX в. возрастает рекреационная роль южных курортов. Однако плохое транспортное сообщение затруднило развитие рекреации юга страны. Например, от Москвы до Пятигорска требовалось 10 дней пути, а на один из популяр­ных курортов того времени Карлсбад (Карлови-Вари) — 6—7 дней.

На рубеже XIX и XX вв. свойственный большинству районов России аграрный характер экономики вполне отчет­ливо проявился в порайонной структуре использования при­родных ресурсов (рис. 59). На первом месте — ресурсы зе­мледелия, на втором — лесные ресурсы. Суммарно они соста­вили в 1913 г. от 75 до 99% общих ресурсов в районах.

Развивается добыча полезных ископаемых. Складываются Южно-Прибайкальский, Черемховский, Канский, Минусин­ский горно-промышленные районы.

Загрязнение и разрушение природы под воздействием развивающегося хозяйства носило пока локальный характер, не оказывая существенного влияния на среду пограничных районов.

После 1917 г. произошли крупнейшие сдвиги в объемах, структуре и всем характере использования природных ресур­сов.

В период гражданской войны, восстановления, индустриа­лизации и коллективизации природные ресурсы использова­лись, исходя из необходимости всемерного развития экономи­ки и обеспечения обороноспособности страны. Считалось, что природные ресурсы страны очень велики и вопросы их экономии не являются первоочередными. В результате были значительно истощены многие из них (железные руды Магнитогорска; вырублена большая часть лесов европейской части; Волга превращена в ряд водохранилищ, затопивших поймен­ные луга).

Таким образом, наблюдались, во-первых, быстрые темпы роста объемов используемых ресурсов; во-вторых, глубокие из­менения в структуре использования ресурсов, обусловленные индустриализацией экономики. Это привело к преобладаю­щему значению минерального сырья, снижению доли ресурсов земледелия и лесного хозяйства; в-третьих, увеличение числа видов природных ресурсов, вовлекаемых в использование. Экстенсивные методы в сельском хозяйстве привели к все большему вовлечению в оборот новых земель (распашка це­лины и др.).

Особенности современного этапа природопользования опре­деляются ведущим фактором — НТР.

Обобщенные данные о современных экологических пробле­мах в России даны в Государственном докладе «О состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 1991 году».

Степень остроты проявления региональных экологических проблем определяется, исходя из показателей изменения при­родных условий, которые: а) влияют на санитарно-гигиени­ческую обстановку; б) ведут к истощению природных ресур­сов; в) нарушают и видоизменяют естественные ландшафты. При этом учитывалось загрязнение атмосферы, истощение и загрязнение вод, деградация лесов и естественных кормовых угодий, истощение рыбных ресурсов, эрозия почв, комплексное нарушение земель горными разработками, снижение и потеря рекреационных качеств ландшафта, нарушение режима особо охраняемых территорий (рис. 60).

По степени остроты все ареалы экологических ситуаций делятся на две категории: острые и очень острые. Эти зоны занимают около 20% территории России, в них проживает пятая часть россиян.

Очень острые экологические ситуации возникают там, где состояние природной среды начинает прямо угрожать усло­виям жизни населения, а отдельные экологические проблемы достигают критической, кризисной или катастрофической сте­пени остроты. Создаются зоны чрезвычайной экологической ситуации и зоны экологического бедствия.

В таблице 18 «Регионы с очень острой экологической ситуацией» дается краткая характеристика их экологических проблем. В пределах России таких регионов 13, включая приграничные ареалы — зоны аварии Чернобыльской АЭС, Се­верный Прикаспий, прибрежные зоны Черного и Азовского морей.

На экологическую ситуацию в нашей стране большое влия­ние оказывает состояние окружающей среды сопредельных государств, Трансграничный перенос и «экспорт* загрязнений затрагивает интересы соседних стран, поэтому только широкое межнациональное сотрудничество позволит обеспечить эколо­гически безопасную деятельность человека.

2. 
   Заповедное дело в России.
   

Языческое мировоззрение славян и охрана природы. Полу­ченные учеными уникальные данные археологии, фольклора, их обобщение и осмысление с современных позиций рисуют красочную и убедительную картину органического единства человека и природы у народов Древней Руси.

Первобытных людей поражали долголетие некоторых де­ревьев, различные труднообъяснимые явления природы, на­блюдаемые в определенных местах, рассказы о которых пере­давались от поколения к поколению. Они охранялись строгим табу, впоследствии приобретая во многих местах статус «священного места», охраняемого религией.

Среда почитаемых деревьев особым, поклонением у славян пользовался дуб. По представлению древних, это дерево Зевса и Перуна. Крепчайшее, долговечное и могучее, око было гос­подствующим в тех широтах, где проживали наши предки. Оно было особенно ценимо и не случайно прочно вошло в систему славянских языческих обрядов. Старожилы россий­ских деревень помнят еще, что, например, свадебный поезд после венчания трижды объезжал одиноко стоящий дуб.

Культ дуба сохранился на Руси до XVIII — XIX вв. К⁷сожалению, в наши дни оставшиеся редкие дубравы гибнут или находятся в плачевном состоянии.

Позднее появилась еще одна категория заповедных мест — деревья и рощи, растущие в местах погребения предков, или на «жальниках», как они назывались у славян. К этому вре­мени появился и термин «заповедник», означающий «пове­ление, нерушимое представление», сохранившийся в русском языке с древних времен в виде таких выражений, как «чур заповедано», «помни приотцово заповеданного не тронь».

Бережное отношение к природным объектам, ранее по­коившееся на языческих верованиях, в последующем перешло и в светскую, повседневную жизнь русского народа, нашло отражение в законах Российского государства.

Охрана природы в законах и уложениях Российского государства. (XI—XVIII вв.). В важнейшем памятнике древ­нерусского права —«Русской Прайде», принятом на съезде яро-елавичей в Внешгороде в 1072 г., в Уставе Ярославичей, в Со­борном уложении и в других документах XI—XVIII вв. содер­жатся статьи об ответственности за недозволенные действия по отношению к землям, лесам, диким животным.

Правовые акты охраны природы принимались Российским государством и в последующем. Причем это делалось отнюдь не только в интересах охраны частной собственности, но и в интересах охраны, воспроизводства природных ресурсов. По казателен в этом отношении закон о бобровых гонах. Бобро­вый мех ценился очень высоко. И закон брал под защиту бобров. Так, статья 214 Соборного уложения запрещала воз­вращать насильно бобров в случае их переселения на новое место. Статья 220 того же уложения предусматривает штрафы за вырубку леса, а статья 223 — за поджог.

В XV—XVIII вв. охранялись так называемые засечные леса по южной границе Русского государства со степью (около Козельска, Орла, Лихвина, Тулы, Рязани), куда, кроме ратников, не допускался никто. «Засеки» создавались таким образом, что деревья, сваленные в сторону возможного появ­ления противника, не отделялись от пня и оставались живы ми, создавая непролазные чащи, особенно для кочевников, которые совершали частые набеги на Русь. Смертной казнью карался тот, кто совершит порубку этих деревьев.

Указом 1676 г. была установлена запретная зона для охоты вокруг Москвы. С именем Петра I связано не только большое количество указов, относящихся к охране природы, но и выполнение практических мер в природоохранном деле. Многие его указы сохранили свое значение до наших дней. Например, указ о сохранении водоохранных зон вдоль рек. Вообще Петр I уделял особое внимание лесу, так как благодаря ему крепло военное могущество России на море.

В 1703 г. были объявлены заповедными дубовые леса в Симбирской губернии — Ильина гора, Болынесурская роща и др. Под Москвой учреждается Измайловский заповедник. По этому указу к заповедным породам деревьев были отне­сены дуб, клен, вяз, лиственница и др.

Указы Петра I впервые в России направляются на дейст­венную охрану растительных и животных, почвенных и вод­ных ресурсов. После Петра I в России начинает пробуждаться общественное движение за изучение и охрану природы стра­ны, которое было начато Российской Академией наук, создан­ной Петром I. Большой вклад в природоохранное дело внесли М. В. Ломоносов, С. П. Крашенников, П. И. Рынков, А. Т. Боло­тов и многие другие.

Нельзя без глубокого уважения к мудрости наших предков знакомиться с Инструкцией 1722 г., которая устанавливала водоохранные зоны по берегам рек, или с Законом 1835 г. об охране рыбных нерестилищ. Последнее законодательное требо­вание полуторавековой давности выглядит особо впечатляю­щим на фоне нынешнего массового затопления и иссушения нерестилищ.