реферат по экологии. экология. Закон сохранения массы в химии изучают в 8 классе. Его сформулировали на основании опытов по прокаливанию металлов. Этот закон имеет основополагающее значение в химии.

Название	Закон сохранения массы в химии изучают в 8 классе. Его сформулировали на основании опытов по прокаливанию металлов. Этот закон имеет основополагающее значение в химии.
Анкор	реферат по экологии
Дата	12.04.2023
Размер	475 Kb.
Формат файла
Имя файла	экология.doc
Тип	Закон #1055671

Закон сохранения массы в химии изучают в 8 классе. Его сформулировали на основании опытов по прокаливанию металлов. Этот закон имеет основополагающее значение в химии. После его открытия химия стала считаться точной наукой. Закон послужил основой для проведения количественного химического анализа, для составления химических уравнений. Сохранения массы вещества открыто и обоснованно двумя учеными Ломоносовым и Лавуазье.

Закон сохранения веществ Ломоносов сформулировал на основании философских соображений. Великий ученый не считал, что открыл новую закономерность. Но ученый опирался на это правило в экспериментах. Параллельно с Михаилом Васильевичем французский ученый Лавуазье занимался этим вопросом. И в 1789 году он провел опыты, доказывающие, что масса металлов в закрытых сосудах остается неизменной. Лавуазье и Ломоносов являются авторами этой закономерности.
Определение закона звучит так: масса веществ, вступивших в реакцию, равна массе образовавшихся веществ. Вещества, которые вступили в реакцию, называются реагентами, а получившиеся — продуктами.
Согласно атомно-молекулярному учению, количество молей в закрытой системе не изменяется, потому что атомы не пропадают и не появляются. Атомы реагентов образуют продукты реакции, меняя структуру связи.
Когда энергия из окружающей среды поглощается, масса увеличивается, а если теряется — уменьшается. При ядерных реакциях изменения ощутимы. При тепловом обмене изменение этой весовой характеристики несущественны.
Химические уравнения

На основании этой закономерности в химических уравнениях считается, что можно поставить знак равенства между массой реагентов и продуктов реакции. Образование одних связей за счет разрыва других называется химической реакцией. При этом образуется или затрачивается какая-то доля энергии. Для упрощения записи в уравнениях не всегда учитываются все необходимые факторы.
Считается, что соответствующие атомы реагентов переходят в атомы продуктов. Уравнение состоит из двух частей: левой (в ней записываются формулы реагентов через плюс); правой (формулы продуктов). После определения коэффициентов между частями уравнения ставится знак равенства. Расстановка коэффициентов выполняется по очереди: Металлы. Неметаллы. Водород. Кислород (по нему определяют правильность вычислений). Чтобы уравнять количество атомов, приходится подумать. Например, реакции разложения:

г

идроксида железа (2 Fe (OH)3 = Fe2O3 + 3 H2O);

оксида серебра (2 Ag2O = 4 Ag + O2);

карбоната кальция (СаCO3 = СаO + CO2);

спиртовое брожение глюкозы (С6Н12О6 = 2 С2Н5ОH + 2 CO2);

серной кислоты (H2SO4 = SO3 + H2O).

Закон сохранения массы веществ в химии применим с большей точностью, чем в физике, потому что можно пренебречь релятивистскими поправками. Эти поправки наблюдаются, когда скорость тела можно сопоставить со скоростью света.
На основании данного правила составляют уравнения, могут производить количественный химический анализ.

Закон развития системы за счет окружающей ее среды:

любая природная или общественная система может развиваться только за счет использования материально-энергетических и информационных возможностей окружающей среды. Абсолютно изолированное саморазвитие невозможно.

Закон неустранимости отходов или побочных воздействий производства:

образующиеся в процессе производственной деятельности отходы неустранимы бесследно, они могут быть лишь переведены из одной формы в другую или перемещены в пространстве, а их действие может быть растянуто во времени.

закон исключает принципиальную возможность безотходного производства и потребления в современном обществе. Материя не исчезает, а лишь переходит из одной формы в другую, оказывая влияние на жизнь.

Ценные выводы для практики природопользования можно сделать из закона развития природной системы за счет окружающей ее среды, который гласит: любая природная система может развиваться только за счет использования материально-энергетических и информационных возможностей окружающей ее среды; абсолютно изолированное саморазвитие невозможно. Закон есть следствие из начал термодинамики. Он имеет важное теоретическое и практическое значение благодаря основным своим следствиям.

1. Абсолютно безотходное производство невозможно (оно равнозначно созданию "вечного двигателя"). Это означает, что мы можем рассчитывать лишь на малоотходное производство. Поэтому первым этапом развития технологий должна быть их малая ресурсоемкость (как на входе, так и на выходе — экономичность и незначительные выбросы). Второй этап — создание цикличности производства (т. е. отходы одних могут быть сырьем для других). Третий этап — организация разумного депонирования (захоронения) неминуемых остатков и нейтрализации неустранимых энергетических отходов. Все три этапа могут быть одновременными. Представление, будто биосфера работает по принципу безотходности, ошибочно (!), так как в ней всегда накапливаются выбывающие из биологического круговорота вещества, формирующие осадочные породы.

2. Любая более высокоорганизованная биотическая система (например, вид живого), используя и видоизменяя среду жизни, представляет потенциальную угрозу для более низкоорганизованных систем.

Кстати, благодаря этому в земной биосфере невозможно повторное зарождение жизни — она будет уничтожена существующими организмами. Согласно этому следствию, воздействие человека на природу требует мероприятий по нейтрализации антропогенных воздействий, поскольку они могут оказаться разрушающими для остальной природы, а также угрожать самому человеку. В связи с этим охрана природы — одна из обязательных составляющих социально-экономического развития высокоразвитого общества.

З

аконы экологии — общие закономерности и принципы взаимодействия человеческого общества с природной средой.

Значение этих законов состоит в регламентации характера и направленности человеческой деятельности в пределах экосистем различного уровня. Среди законов экологии, сформулированных разными авторами, наибольшую известность получили четыре закона-афоризма американского ученого-эколога Барри Коммонера (1974):

«все связано со всем» (закон всеобщей связи вещей и явлений в природе);
«все должно куда-то деваться» (закон сохранения массы вещества);
«ничто не дается даром» (о цене развития);
«природа знает лучше» (о главном критерии эволюционного отбора).

Из закона всеобщей связи вещей и явлений в природе («все связано со всем») вытекает несколько следствий:

закон больших чисел — совокупное действие большого числа случайных факторов приводит к результату, почти не зависящему от случая, т.е. имеющему системный характер. Так, мириады бактерий в почве, воде, телах живых организмов создают особую, относительно стабильную микробиологическую среду, необходимую для нормального существования всего живого. Или другой пример: случайное поведение большого числа молекул в некотором объеме газа обусловливает вполне определенные значения температуры и давления;
принцип Ле Шателье (Брауна) — при внешнем воздействии, выводящем систему из состояния устойчивого равновесия, это равновесие смещается в направлении, при котором эффект внешнего воздействия уменьшается. На биологическом уровне он реализуется в виде способности экосистем к саморегуляции;
закон оптимальности — любая система функционирует с наибольшей эффективностью в некоторых характерных для нее пространственно-временных пределах;
любые системные изменения в природе оказывают прямое или опосредованное воздействие на человека — от состояния индивидуума до сложных общественных отношений.

Из закона сохранения массы вещества («все должно куда-то деваться») вытекают по меньшей мере два постулата, имеющих практическое значение:

закон развития системы за счет окружающей среды — любая природная или общественная система может развиваться только за счет использования материально-энергетических и информационных возможностей окружающей среды. Абсолютно изолированное саморазвитие невозможно;
закон неустранимости отходов или побочных воздействий производства — образующиеся в процессе производственной деятельности отходы неустранимы бесследно, они могут быть лишь переведены из одной формы в другую или перемещены в пространстве, а их действие может быть растянуто во времени. Этот закон исключает принципиальную возможность безотходного производства и потребления в современном обществе. Материя не исчезает, а лишь переходит из одной формы в другую, оказывая влияние на жизнь.
Постулат «ничто не дается даром» означает, что любое новое приобретение в эволюции экосистемы обязательно сопровождается утратой какой-то части прежнего достояния и возникновением новых, все более сложных проблем. К примеру, с появлением многоклеточных организмов (грибов, растений, животных) и выходом их на сушу во много раз увеличилось биоразнообразие планеты, началось освоение экологических ниш и формирование биосферы Земли. Но вместе с многоклеточностью к живым существам пришли старость и болезни, в том числе инфекции, злокачественные опухоли, паразитизм. Из этого закона следуют:
закон необратимости эволюции (однонаправленности развития) — большие системы эволюционируют только в одном направлении — от простого к сложному; инволюция, регресс могут относиться только к отдельным частям или отдельным периодам развития системы;
правило ускорения эволюции — с ростом сложности организации систем темпы эволюции возрастают. Это правило в равной степени может быть отнесено и к сменяемости видов в эволюции органического мира, и к человеческой истории, и к развитию техники;
не существует бесплатных ресурсов — пространство, энергия, солнечный свет, вода, какими бы неисчерпаемыми они ни казались, неукоснительно оплачиваются любой расходующей их системой.

Закон экологии Барри Коммонера

Барри Коммонер писан «...глобальная экосистема представляет собой единое целое, в рамках которого ничего не может быть выиграно или потеряно и которое не может являться объектом всеобщего улучшения; все, что было извлечено из нее человеческим трудом, должно быть возмещено. Платежа по этому векселю нельзя избежать; он может быть только отсрочен. Нынешний кризис окружающей среды говорит о том, что отсрочка очень затянулась».

Принцип «природа знает лучше» определяет прежде всего то, что может и что не должно иметь места в биосфере. Все в природе — от простых молекул до человека — прошло жесточайший конкурс на право существования. В настоящее время планету населяет лишь 1/1000 испытанных эволюцией видов растений и животных. Главный критерий этого эволюционного отбора — вписанность в глобальный биотический круговорот, заполненность всех экологических ниш. У любого вещества, выработанного организмами, должен существовать разлагающий его фермент, и все продукты распада должны вновь вовлекаться в круговорот. С каждым биологическим видом, который нарушал этот закон, эволюция рано или поздно расставалась. Человеческая индустриальная цивилизация грубо нарушает замкнутость биотического круговорота в глобальном масштабе, что не может остаться безнаказанным. В этой критической ситуации должен быть найден компромисс, что под силу только человеку, обладающему разумом и стремлением к этому.

Помимо формулировок Барри Коммонера современные экологи вывели еще один закон экологии — «на всех не хватит» (закон ограниченности ресурсов). Очевидно, что масса питательных веществ для всех форм жизни на Земле конечна и ограничена. Ее не хватает на всех появляющихся в биосфере представителей органического мира, поэтому значительное увеличение численности и массы каких-либо организмов в глобальном масштабе может происходить только за счет уменьшения численности и массы других. На противоречие между скоростью размножения и ограниченностью ресурсов питания применительно к народонаселению планеты впервые обратил внимание английский экономист Т.Р. Мальтус (1798), который именно этим пытался обосновать неизбежность социальной конкуренции. В свою очередь, Ч. Дарвин заимствовал у Мальтуса понятие «борьба за существование» для объяснения механизма естественного отбора в живой природе.

Закон ограниченности ресурсов — источник всех форм конкуренции, соперничества и антагонизма в природе и, к сожалению, в обществе. И сколько бы ни считали классовую борьбу, расизм, межнациональные конфликты чисто социальными явлениями — все они своими корнями уходят во внутривидовую конкуренцию, принимающую иногда гораздо более жестокие формы, чем у животных.

Существенное различие в том, что в природе в результате конкурентной борьбы выживают лучшие, а в человеческом обществе — это отнюдь не так.

Обобщенную классификацию экологических законов представил известный советский ученый Н.Ф. Реймерс. Им даны следующие формулировки:

закон социально-экологического равновесия (необходимости сохранения равновесия между давлением на среду и восстановлением этой среды, как природным, так и искусственным);
принцип культурного управления развитием (наложение ограничений на экстенсивное развитие, учет экологических ограничений);
правило социально-экологического замещения (необходимость выявления путей замещения человеческих потребностей);
закон социально-экологической необратимости (невозможность поворота эволюционного движения вспять, от сложных форм к более простым);
закон ноосферы Вернадского (неизбежность трансформации биосферы под влиянием мысли и человеческого труда в ноосферу — геосферу, в которой разум становится доминирующим в развитии системы «человек-природа»).

Соблюдение этих законов возможно при условии осознания человечеством своей роли в механизме поддержания стабильности биосферы. Известно, что в процессе эволюции сохраняются только те виды, которые способны обеспечивать устойчивость жизни и окружающей среды. Только человек, используя силу своего разума, может направить дальнейшее развитие биосферы по пути сохранения дикой природы, сохранения цивилизации и человечества, создания более справедливой социальной системы, перехода от философии войны к философии мира и партнерства, любви и уважения к будущим поколениям. Все это составляющие нового биосферного мировоззрения, которое должно стать общечеловеческим.

Законы и принципы экологии

Задачей экологии, как любой другой науки, является поиск законов функционирования и развития данной области реальности. Исторически первым для экологии был закон, устанавливающий зависимость живых систем от факторов, ограничивающих их развитие (так называемых лимитирующих факторов).

Закон минимума

В 1840 г. Ю. Либих установил, что урожай зерна часто ограничивается не теми питательными веществами, которые требуются в больших количествах, а теми, которых нужно немного, но которых мало и в почве. Сформулированный им закон гласил: «Веществом, находящимся в минимуме, управляется урожай, определяется величина и устойчивость последнего во времени». Впоследствии к питательным веществам добавили ряд других факторов, например температуру. Действие данного закона ограничивают два принципа. Первый закон Либиха строго действует только в условиях стационарного состояния. Более точная формулировка: «при стационарном состоянии лимитирующим будет то вещество, доступные количества которого наиболее близки к необходимому минимуму». Второй принцип касается взаимодействия факторов. Высокая концентрация или доступность некоторого вещества может изменять потребление минимального питательного вещества. Следующий закон сформулирован в самой экологии и обобщает закон минимума.

Закон толерантности

Этот закон формулируется следующим образом: отсутствие или невозможность развития экосистемы определяется не только недостатком, но и избытком любого из факторов (тепло, свет, вода). Следовательно, организмы характеризуются как экологическим минимумом, так и максимумом. Слишком много хорошего тоже плохо. Диапазон между двумя величинами составляет пределы толерантности, в которых организм нормально реагирует на влияние среды. Закон толерантности предложил В. Шелфорд в 1913 г. Можно сформулировать ряд дополняющих его предложений.

Организмы могут иметь широкий диапазон толерантности в отношении одного фактора и узкий в отношении другого.
Организмы с широким диапазоном толерантности ко всем факторам обычно наиболее широко распространены.
Если условия по одному экологическому фактору не оптимальны для вида, то может сузиться диапазон толерантности к другим экологическим факторам.
В природе организмы очень часто оказываются в условиях, не соответствующих оптимальному значению того или иного фактора, определенному в лаборатории.
Период размножения обычно является критическим; в этот период многие факторы среды часто оказываются лимитирующими.

Живые организмы изменяют условия среды, чтобы ослабить лимитирующее влияние физических факторов. Виды с широким географическим распространением образуют адаптированные к местным условиям популяции, которые называются экотипами. Их оптимумы и пределы толерантности соответствуют местным условиям.

Обобщающая концепция лимитирующих факторов

Наиболее важными факторами на суше являются свет, температура и вода (осадки), а в море — свет, температура и соленость. Эти физические условия существования могут быть лимитирующими и влияющими благоприятно. Все факторы среды зависят друг от друга и действуют согласованно. Из других лимитирующих факторов можно отметить атмосферные газы (углекислый газ, кислород) и биогенные соли.

Закон конкурентного исключения

Данный закон формулируется следующим образом: два вида, занимающие одну экологическую нишу, не могут сосуществовать в одном месте неограниченно долго.

Основной закон экологии

Одним из главных достижений экологии стало открытие, что развиваются не только организмы и виды, но и экосистемы. Последовательность сообществ, сменяющих друг друга в данном районе, называется сукцессией. Сукцессия происходит в результате изменения физической среды под действием сообщества, т.е. контролируется им.

Высокая продуктивность дает низкую надежность — еще одна формулировка основного закона экологии, из которой вытекает следующее правило: «Оптимальная эффективность всегда меньше максимальной». Разнообразие в соответствии с основным законом экологии непосредственно связано с устойчивостью. Однако пока неизвестно, до какой степени эта связь является причинно-следственной.

Некоторые другие важные для экологии законы и принципы.

Закон эмерджентности: целое всегда имеет особые свойства, отсутствующие у его части.

Закон необходимого разнообразия: система не может состоять из абсолютно идентичных элементов, но может иметь иерархическую организацию и интегративные уровни.

Закон необратимости эволюции: организм (популяция, вид) не может вернуться к прежнему состоянию, осуществленному в ряду его предков.

Закон усложнения организации: историческое развитие живых организмов приводит к усложнению их организации путем дифференциации органов и функций.

Биогенетический закон (Э. Геккель): онтогенез организма есть краткое повторение филогенеза данного вида, т.е. индивид в своем развитии повторяет сокращенно историческое развитие своего вида.

Закон неравномерности развития частей системы: системы одного уровня иерархии развиваются не строго синхронно, в то время как одни достигают более высокой стадии развития, другие остаются в менее развитом состоянии. Этот закон непосредственно связан с законом необходимого разнообразия.

Закон сохранения жизни: жизнь может существовать только в процессе движения через живое тело потока веществ, энергии, информации.

Принцип сохранения упорядоченности (Я. Пригожий): в открытых системах энтропия не возрастает, а уменьшается до тех пор, пока не достигается минимальная постоянная величина, всегда больше нуля.

Принцип Ле Шателье-Брауна: при внешнем воздействии, выводящем систему из состояния устойчивого равновесия, это равновесие смещается в том направлении, при котором эффект внешнего воздействия ослабляется.

Принцип экономии энергии (Л. Онсагер): при вероятности развития процесса в некотором множестве направлений, допускаемых началами термодинамики, реализуется то, которое обеспечивает минимум рассеивания энергии.

Закон максимизации энергии и информации: наилучшими шансами на самосохранение обладает система, в наибольшей степени способствующая поступлению, выработке и эффективному использованию энергии и информации; максимальное поступление вещества не гарантирует системе успеха в конкурентной борьбе.

Закон развития системы за счет окружающей среды: любая система может развиваться только за счет использования материально-энергетических и информационных возможностей окружающей ее среды; абсолютно изолированное саморазвитие невозможно.

Правило Шредингера «о питании» организма отрицательной энтропией: упорядоченность организма выше окружающей среды, и организм отдает в эту среду больше неупорядоченности, чем получает. Это правило соотносится с принципом сохранения упорядоченности Пригожина.

Правило ускорения эволюции: с ростом сложности организации биосистем продолжительность существования вида в среднем сокращается, а темпы эволюции возрастают. Средняя продолжительность существования вида птиц — 2 млн лет, вида млекопитающих — 800 тыс. лет. Число вымерших видов птиц и млекопитающих в сравнении со всем их числом велико.

Закон относительной независимости адаптации: высокая адаптивность к одному из экологических факторов не дает такой же степени приспособления к другим условиям жизни (наоборот, она может ограничивать эти возможности в силу физиолого-морфологических особенностей организмов).

Принцип минимального размера популяций: существует минимальный размер популяции, ниже которого ее численность не может опускаться.

Правило представительства рода одним видом: в однородных условиях и на ограниченной территории таксономический род, как правило, представлен только одним видом. По-видимому, это связано с близостью экологических ниш видов одного рода.

Закон обеднения живого вещества в островных его сгущениях (Г.Ф. Хильми): «Индивидуальная система, работающая в среде с уровнем организации более низким, чем уровень самой системы, обречена: постепенно теряя структуру, система через некоторое время растворится в окружающей среде». Из этого следует важный вывод для человеческой природоохранной деятельности: искусственное сохранение экосистем малого размера (на ограниченной территории, например, заповедника) ведет к их постепенной деструкции и не обеспечивает сохранения видов и сообществ.

Закон пирамиды энергий (Р. Линдеман): с одного трофического уровня экологической пирамиды переходит на другой, более высокий уровень в среднем около 10% поступившей на предыдущий уровень энергии. Обратный поток с более высоких на более низкие уровни намного слабее — не более 0,5-0,25%, и потому говорить о круговороте энергии в биоценозе не приходится.

Правило обязательности заполнения экологических ниш: пустующая экологическая ниша всегда и обязательно бывает естественно заполнена («природа не терпит пустоты»).

Принцип формирования экосистемы: длительное существование организмов возможно лишь в рамках экологических систем, где их компоненты и элементы дополняют друг друга и взаимно приспособлены. Из этих экологических законов и принципов следуют некоторые выводы, справедливые для системы «человек — природная среда». Они относятся к типу закона ограничения разнообразия, т.е. накладывают ограничения на деятельность человека по преобразованию природы.

Закон бумеранга: все, что извлечено из биосферы человеческим трудом, должно быть возвращено ей.

Закон незаменимости биосферы: биосферу нельзя заменить искусственной средой, как, скажем, нельзя создать новые виды жизни. Человек не может построить вечный двигатель, в то время как биосфера и есть практически «вечный» двигатель.

Закон шагреневой кожи: глобальный исходный природно-ресурсный потенциал в ходе исторического развития непрерывно истощается. Это следует из того, что никаких принципиально новых ресурсов, которые могли бы появиться, в настоящее время нет. Для жизни каждого человека в год необходимо 200 т твердых веществ, которые он с помощью 800 т воды и в среднем 1000 Вт энергии превращает в полезный для себя продукт. Все это человек берет из уже имеющегося в природе.

Принцип удаленности события: потомки что-нибудь придумают для предотвращения возможных отрицательных последствий. Вопрос о том, насколько законы экологии можно переносить на взаимоотношения человека с окружающей средой, остается открытым, так как человек отличается от всех других видов. Например, у большинства видов скорость роста популяции уменьшается с увеличением ее плотности; у человека, наоборот, рост населения в этом случае ускоряется. Некоторые регулирующие механизмы природы отсутствуют у человека, и это может служить дополнительным поводом для технологического оптимизма у одних, а для экологических пессимистов свидетельствовать об опасности такой катастрофы, которая невозможна ни для одного иного вида.

«Законы» (постулаты) Барри Коммонера

Среди большого числа, общепринятых в экологии законов, особое место занимают «законы» Б. Коммонера (1974). Четкие, как афоризмы Козьмы Пруткова, насыщенные информацией, они, фактически лежат в основе всех теоретических зависимостей, установленных его последователями. Из уважения к ученому, фактически, первому сформулировавшему основные закономерности в науке, его постулаты – изречения называют законами. Они наиболее понятны и легко запоминаются.

«ВСЕ СВЯЗАНО СО ВСЕМ».

Если в одном месте мы пустыню

превратим в цветущие сады,

в другом месте, цветущие сады

превратятся в пустыню.

Н. Ф. Реймерс

Автор это понимал так: «все это следует из простого факта: все связно со всем. Система стабилизируется благодаря своим свойствам, которые под влиянием перегрузки могут привести к драматической развязке. Экологическая сеть подобна усилителю: небольшой сдвиг в одном месте может вызвать отдаленные, значительные и долговременные последствия в другом месте».

«ВСЕ ДОЛЖНО КУДА-ТО ДЕВАТЬСЯ». Речь идет о продуктах и веществах, выпавших из биосферного круговорота. Ошибочной была постановка вопроса о создании безотходной технологии по аналогии с природой. В природе как раз отходы есть всегда, но она их гениально утилизирует. Выпавшие из биосферного круговорота в течение прошлых геологических эпох органические продукты – источник образования угля, нефти, янтаря.

В литературе этот постулат иногда приводят в другой формулировке: «На всех не хватит» и объясняют, что она отражает общую закономерность, все формы конкуренции, соперничества и антагонизма в природе и обществе.

«НИЧТО НЕ ДАЕТСЯ ДАРОМ».

Чтобы уметь управлять

Природой,

надо уметь ей покоряться.

Японская мудрость.

Приведем высказывание автора: «глобальная экосистема представляет собой единой целое, в рамках которого ничего не может быть выиграно или потеряно, и которое не может являться объектом всеобщего улучшения; все, что было извлечено из нее человеческим трудом, должно быть возмещено. Платежа по этому векселю нельзя избежать; он может быть только отсрочен».

Деятельность человека, как бы полезна она не была, тоже имеют другую сторону медали – антропогенез опасен природе. За все приходится платить. За неблагоприятную окружающую среду, созданную людьми, они же расплачиваются собственным здоровьем.

«ПРИРОДА ”ЗНАЕТ“ ЛУЧШЕ».

Природа не признает шуток,

она всегда правдива, всегда серьезна,

она всегда права,

ошибки же и заблуждения

исходят от людей.

Гете

Природа действительно знает лучше. Если в местности есть болото, пруд, река, то они должны остаться. И поворачивая реки вспять, осушая болота, мы только ухудшаем, часто безвозвратно территорию. «Природа знает лучше, что делать, – писал Б. Коммонер, а люди должны решить, как сделать это возможно лучше» (1974).

«Природа так обо всем позаботилась, что повсюду ты находишь, чему учиться», – считал Леонардо да Винчи.

Закон неустранимости отходов или побочных воздействий производства (хозяйства)

словарь термин Термины на букву «З»

В любом хозяйственном цикле образующиеся отходы и возникающие побочные эффекты неустранимы, они могут быть лишь переведены из одной формы в другую или перемещены в пространстве.

Закон неустранимости отходов тесно связан с законом развития системы за счет окружающей ее среды.

Примечание

Если бы была реальная возможность избавиться от отходов, эю было бы нарушением законов сохранения массы и энергии.
Суммарное количество отходов в виде вещества, энергии и побочных эффектов (изменения динамических качеств природных систем и тому подобное) фактически постоянно: в производственных циклах меняются лишь место их возникновения, время образования и физико-химическая или биологическая форма.
Поэтому закон неустранимости отходов может быть назван законом постоянства количества отходов в технологических цепях.
Например, перевод транспорта на электротягу требует производства электроэнергии, а потому добычи первичного энергоносителя (угля, нефти, ядерного топлива и тому подобного), строительства электростанций, электросетей, подстанций, станций зарядки или контактных сетей и тому подобного.
Этот ряд по количеству отходов не лучше и не хуже ряда получения и переработки нефти в бензин и дизельное топливо.
Выигрыш можно получить при прямом использовании газа как топлива для транспорта, поскольку в этом случае исключаются промежуточные этапы производственного цикла, а сам цикл короче.
Получение электроэнергии от солнечных батарей требует энергоемких и трудоемких производств этих батарей, а гидроэнергия в связи с кавитацией делает воды, проходящие через турбины, мертвыми, плотины задерживают твердый сток и так далее, поэтому резко меняется экологическая обстановка. Ее восстановление происходит в ходе сложных природных процессов – длинных природных цепных реакций.
Очистка как всего лишь изменение физико-химической формы и перемещение загрязняющего начала в пространстве может дать очень малый общий эффект, так как требует резкого, возрастания энергетических расходов.
Локально она весьма полезна, но следует помнить, что широко регионально и глобально в длительном интервале времени она неэффективна: выигрыш, получаемый в одном месте, погашается проигрышем, возникающим в других местах.
Проблема может быть решена только снижением давления общества на среду жизни, через депопуляцию.
Практически Закон неустранимости отходов общесистемен – ассимиляции всегда сопутствует пропорциональная диссимиляция, концентрации вещества, его рассеивание и так далее.

«В любом хозяйственном цикле образующиеся отходы и возникающие побочные эффекты неустранимы, они могут быть лишь переведены из одной физико-химической формы в другую или перемещены в пространстве».

Вопреки всем данным науки некоторые люди свято верят в «безотходное» производство, полагая, что именно так функционируют природные экосистемы. Для биосферы в целом на ее входе имеются энергия, земное и космическое вещество, на выходе – осадочные биогенные породы и уходящие в космос газы. Полная «безотходность» природных систем – очевидное заблуждение недавнего прошлого. То, что это не так, хорошо известно и наглядно иллюстрируется накоплением биогенных геологических пород. Собственно вся стратосфера пронизана «отходами» биотических процессов. Последние лишь полузамкнуты, иногда в высокой, но не абсолютной степени.

Если бы была реальная возможность избавиться от отходов, это было бы нарушением законов сохранения массы и энергии. Суммарное количество энергии в виде вещества, энергии и побочных эффектов (изменение динамических качеств природных систем – их устойчивости, надежности и т.п.) фактически постоянно: в производственных циклах меняется лишь место их возникновения, время образования и их физико-химическая или биологическая форма. Поэтому закон неустранимости отходов нужно дополнить законом постоянства количества отходов в технологических цепях.

Например, перевод транспорта на электрическую тягу требует производства электроэнергии, а потому – добычи первичного энергоносителя (угля, нефти, ядерного топлива и т.д.), строительства электростанций, электросетей, подстанций, станций зарядки или контактных сетей и т.п. Эта технологическая цепь по количеству отходов не лучше и не хуже цепи добычи и переработки нефти в бензин и дизельное топливо. К тому же весьма значительны потери при передаче энергии на большие расстояния. Выигрыш можно получить при прямом использовании газа как топлива для транспорта, поскольку в этом случае исключаются промежуточные этапы производственного цикла, а сам цикл становится короче. Получение электроэнергии от солнечных батарей требует энергоемких и трудоемких производств этих батарей, материалов для них. Гидроэнергия в связи с кавитацией делает воду, проходящую через турбину, мертвой; плотины задерживают твердый сток, опасны для живых существ, нарушают гидрологический режим и т.п., в результате чего резко меняется экологическая обстановка. Для ее восстановления необходимы сложные природные процессы – длинные природные цепные реакции, которые весьма ресурсоемки и идут с большим потреблением энергии. В этом случае просто работа перекладывается человеком на природные системы.

Подобные рассуждения помогают оценить истинное значение промышленных систем очистки воздуха и воды. Очистка, как лишь изменение физико-химической формы вещества, и перемещение загрязняющего начала в пространстве, может дать очень малый положительный или немалый отрицательный эффект, т.к. требует резкого возрастания энергетических расходов. Очистка может быть полезной лишь в локальном варианте, но следует помнить, что широко регионально и глобально в длительном интервале времени она неэффективна. Проблема может быть решена только подавлением выбросов технологическими приемами.

Практически закон неустранимости отходов общесистемен – ассимиляции всегда сопутствует пропорциональная диссимиляция, концентрации вещества – его рассеивание.

Чем рачительнее подход к природным ресурсам, тем меньше вложений необходимо для сохранения окружающей среды. В связи с этим необходимо оценить принцип «экологичное – всегда экономно». Действительно, экономия ресурсов («экологично») всегда выгодно. Однако это положение верно лишь при оценке в значительном временном промежутке. Если речь идет о восстановлении нарушенных природных систем, мы должны иметь ввиду значительный (непропорциональный) расход ресурсов, что приводит к росту суммарных затрат.

До тех пор, пока природа не была внешним ограничением для хозяйственного развития и существовал большой запас ресурсов (в том числе и территории), экологию и экономику можно было противопоставлять как антиподы. Ныне же усилия по восстановлению природно-ресурсного потенциала сопоставимы с экономическими результатами эксплуатации природы. Там, где это не так (вложение в восстановление природных систем недостаточны), природно-ресурсный потенциал довольно быстро истощается, а результативность хозяйствования падает. Любой промысел (а такова была до сих пор суть природопользования) постепенно вытесняется хозяйством, основанном на воспроизведении ресурсов.

Закон «шагреневой кожи» и правило «экологичное-экономно» имеют то ограничение, что на первых этапах все внимание людей привлечено к собственному обеспечению. Внешняя среда производства принимается как неограниченная, неисчерпаемая. Не учитывается и психологически не может быть учтен уровень разумной достаточности и допустимого риска. Имеется квазиблагополучие, а возникающие угрозы не осознаются, поскольку они далеки по времени. Все это справедливо лишь в условиях большого запаса ресурсов. Чем их запас меньше, тем рачительнее должно становиться хозяйство в своих же собственных интересах. Однако и слишком низкий уровень ресурсопользования осуществляться не может, как невыгодно производить изделия слишком высокого качества. Поэтому рыночно устанавливается некая норма эксплуатации природных ресурсов. Соотношение экспансии в природу и ее сохранение – всегда исторически обусловленная наука.

Вместе с тем, сохранить все и вся, к чему призывают экологические экстремисты, как совершенно ясно, невозможно. Как точно отметил Н.Ф. Реймерс, даже вегетарианство при всей своей моральной привлекательности невозможно хотя бы потому, что детям до 7 лет абсолютно необходимы животные белки. В противном случае они остаются умственно неполноценными. Хотим мы или не хотим, существуют АЭС и ГЭС, химические предприятия, горные предприятия и т.д. Ликвидировать их невозможно из-за огромного суммарного негативного эффекта. Однако ясно, что деятельность хозяйства и его расширение не должно приводить к экологическим катастрофам, подрывающим природные процессы.