Лекция №1

Введение в экологию

1.1.

Общие понятия экологии

Экология - наука об отношениях живых организмов и образуемых ими сообществ между собой и с окружающей средой.

Вид - естественная биологическая единица с общим генофондом.

Особь - наименьшая единица одного биологического вида.

Популяция - совокупность особей одного вида, длительное время занимающая определенное пространство и воспроизводящая себя в ряду многих поколений.

Сообщество - все популяции живых организмов, занимающие определенную территорию и взаимодействующие между собой.

Пищевые (трофические цепи) - последовательность организмов (микроорганизмов, растений, животных), в которой каждое предыдущее звено служит пищей для последующего.

Пищевые цепи (рис. 1) включают в себя следующие звенья

1. Продуценты - фото- и хемосинтезирующие организмы, создающие первичную продукцию (образование крахмала и органических веществ в клетках растений).

2. Консументы - потребители органического вещества:

а) растительноядные животные (фитофаги) - первичные консументы;

б) плотоядные животные (хищники) - вторичные консументы.

3. Редуценты - разрушители мертвого органического вещества (грибы, простейшие одноклеточные организмы).

Биоценоз - совокупность растений, животных и микроорганизмов, населяющих определенный участок суши или водоема и характеризующихся определенными отношениями между собой.

Биотоп - пространство, занимаемое биоценозом (атмосфера, почва, водоемы и т.д.).

Экосистема - основная функциональная единица в экологии, единый природный комплекс, образованный живыми организмами (биоценозом) и средой их обитания (биотопом), в которой живые (биотические) и косные (абиотические) компоненты связаны между собой обменом веществ и энергии.

Биогеоценоз - однородный участок земной поверхности с определенным составом живых и косных (приземный слой атмосферы, солнечная энергия, почва и т.д.) компонентов и динамическим взаимодействием между ними (обмен веществ и энергии).

Понятие биогеоценоза как частного случая экосистемы было введено советским биологом В.Н.Сукачевым. Экосистема может быть искусственной (город, оранжерея, зоопарк, аквапарк и т.д.), тогда как биогеоценоз - это обязательно естественная экосистема, даже если она подвергается антропогенному воздействию.

Экологическая ниша - определенное место, занимаемое видом в природе.

Экологическая ниша включает в себя не только физическое пространство, занимаемое организмом (местообитание), но и функциональную роль организма в сообществе. Она зависит не только от того, где живет организм, но что он делает и как он ограничен другими видами. По выражению Ю.Одума, «местообитание - это адрес организма, а экологическая ниша - его занятие в системе видов, частью которой он является».

Экологический фактор - это отдельные компоненты или свойства среды, которые оказывают определенное воздействие на организм.

Различают следующие составляющие экологического фактора:

1) абиотические факторы - это температура, излучение, давление, влажность, радиоактивность и т.д.;

2) биотические факторы - это все возможные факторы воздействия живых организмов друг на друга;

3) антропогенные факторы - это все виды деятельности людей, приводящие к изменению среды обитания.

Биосфера - это структурная оболочка Земли, созданная самой жизнью, преобразованная живыми организмами и связанная с их жизнедеятельностью.

Биосфера - самая крупная экосистема, т.е. экосистема Земли в целом.

Различают три типа веществ в биосфере:

1) косное (тропосфера, гидросфера, литосфера);

2) биокосное (компоненты неживой природы, преобразованные живыми организмами);

3) живое (биота).

Ноосфера - земное планетарное и космическое пространство, преобразуемое и управляемое человеческим разумом, который гарантирует всестороннее прогрессивное развитие человечества.

Ноосфера - это последнее эволюционное состояние биосферы. Это понятие ввел В.И.Вернадский в середине тридцатых годов. Он также сформулировал условия, необходимые для перехода биосферы в ноосферу:

1) единое экономическое и информационное поле всего человечества;

2) полное равенство рас;

3) прекращение войн между народами.

Лекция №2

2. ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА О СТАНОВЛЕНИИ ЭКОЛОГИИ КАК НАУКИ

Уже в самых древних из известных нам письменных источниках не только упоминаются различные названия животных и растений, но сообщаются некоторые сведения об их образе жизни. Видимо, авторы этих рукописей обращали внимание на представителей живой природы не только из любознательности, но и под впечатлением их значения в жизни людей: охоты на диких зверей и птиц, рыболовства, защиты посевов от вредных животных и т. д. Соприкасаясь с первичным познанием природы, люди вынуждены были учитывать значение среды обитания в жизни организмов.

Большое влияние на мировоззрение ученых современной эпохи оказали древнегреческие ученые. Так, например, Аристотель (384-322 до н. э.) в своей "Истории животных" различал водных и сухопутных животных, плавающих, летающих, ползающих. Его внимание привлекали такие вопросы, как приуроченность организмов к местообитаниям, одиночная или стайная жизнь, различия в питании и т. д. Вопросы строения и жизни организмов рассматривались в трудах таких античных мыслителей и философов, как Теофраст (371-280 до н. э.), Плиний Старший (23-79 н. э.) с его знаменитой "Естественной историей".

Удивительные открытия, которые принесли с собой путешествия в отдаленные страны и великие географические открытия эпохи Возрождения, послужили толчком для развития биологии. Ученые и путешественники не только описывали внешнее и внутреннее строение растений, но и сообщали сведения о зависимости растений от условий произрастания или возделывания. Описание животных сопровождалось сведениями о их поведении, повадках, местах обитания.

Известный английский химик Роберт Бойль (1627-1691) оказался первым, кто осуществил экологический эксперимент; он опубликовал результаты сравнительного изучения влияния низкого атмосферного давления на различных животных.

Большой вклад в формирование экологических знаний внесли такие выдающиеся ученые, как шведский естествоиспытатель Карл Линней (1707-1778) и французский исследователь природы Жорж Бюффон (1707-1788), в трудах которых подчеркивалось ведущее значение климатических факторов. Особенно большой интерес представляют сочинения Линнея "Экономия природы" и "Общественное устройство природы". Под "экономией" Линней понимал взаимные отношения всех естественных тел, он сравнивал природу с человеческой общиной, живущей по определенным законам.

Важные наблюдения, оказавшие влияние на развитие экологии, были выполнены учеными Российской Академии наук в ходе экспедиционных исследований, проводимых со второй половины XVIII в. Среди организаторов и участников этих экспедиций надо отметить Степана Петровича Крашенинникова (1713-1755) с его "Описанием земли Камчатки", Ивана Ивановича Лепехина (1740-1802) - автора четырехтомных "Дневных записок путешествия доктора и Академии наук адъюнкта Ивана Лепехина по разным провинциям Российского государства", академика Петра Симона Палласа (1741-1811), подготовившего капитальный труд "Описание животных российско-азиатских".

Большое влияние на развитие экологической науки оказал французский автор первого эволюционного учения Жан Батист Ламарк (1744-1829), считавший, что важнейшей причиной приспособительных изменений организмов, эволюции растений и животных является влияние внешних условий среды.

Профессор Московского университета Карл Францевич Рулье (1814-1858) в своих трудах и публичных лекциях настоятельно подчеркивал необходимость изучения эволюции живых организмов и объяснения жизни, развития и строения животных в зависимости от изменений их среды. Большое значение для развития экологии имели труды известного русского зоолога Николая Алексеевича Северцова (1827-1885).

Особую роль в развитии экологических идей сыграли труды великого английского ученого-естествоиспытателя Чарлза Дарвина (1809-1882) - основателя учения об эволюции органического мира. Вывод Ч. Дарвина о существующей в природе постоянной борьбе за существоваие принадлежит к числу центральных проблем экологии.

Немецкий биолог Эрнст Геккель (1834-1919), который в 1866 г. предложил термин "экология", дал следующее определение этой науки: "Это познание экономики природы, одновременное исследование всех взаимоотношений живого с органическими и неорганическими компонентами среды, включая непременно неантагонистические и антагонистические взаимоотношения животных и растений, контактирующих друг с другом. Одним словом, экология - это наука, изучающая все сложные взаимосвязи и взаимоотношения в природе, рассматриваемые Дарвином как условия борьбы за существование". Э. Геккель относил экологию к биологическим наукам и наукам о природе, которых прежде всего интересуют все стороны жизни биологических организмов. Как самостоятельная наука экология сформировалась к началу двадцатого столетия. Большой вклад в ее развитие в XX в. внесли всемирно известные ученые-ботаники Климент Аркадьевич Тимирязев (1843-1920), Василий Васильевич Докучаев (1846-1903), Фредерик Клементс (1874-1945), Владимир Николаевич Сукачев (1880-1967) и ряд других.

Крупнейший русский ученый XX в. Владимир Иванович Вернадский (1863-1945) создает учение о биосфере. Он показывает, какую огромную роль играют живые организмы в геохимических процессах на нашей планете.

В конце жизни В. И. Вернадский приходит к выводу, что биосфера тесно связана с деятельностью человека; от этой деятельности зависит сохранность равновесия состава биосферы. Он вводит новое понятие - ноосфера, что означает "мыслящая оболочка", то есть сфера разума. В. И. Вернадский писал: "Человечество, взятое в целом, становится мощной геологической силой. Перед ним, перед его мыслью и трудом становится вопрос о перестройке биосферы в интересах свободного мыслящего человечества как единого целого. Это новое состояние биосферы, к которому мы, не замечая этого, приближаемся, и есть ноосфера".

Во второй половине двадцатого столетия происходит своего рода "экологизация" современной науки. Это связано с осознанием огромной роли экологических знаний, с пониманием того, что деятельность человека зачастую не просто наносит вред окружающей среде, но и, воздействуя на нее негативно, изменяя условия жизни людей, угрожает самому существованию человечества.

Если в период своего возникновения экология изучала взаимоотношения организмов с окружающей средой и была составной частью биологии, то современная экология охватывает чрезвычайно широкий круг вопросов и тесно переплетается с целым рядом смежных наук, прежде всего таких, как биология (ботаника и зоология), география, геология, физика, химия, генетика, математика, медицина, агрономия, архитектура.

Несмотря на все многообразие, в основе всех направлений современной экологии лежат фундаментальные биологические идеи об отношении живых организмов с окружающей их средой.

Т.о., современная экология - универсальная, бурно развивающаяся, комплексная наука, имеющая большое практическое значение для всех жителей нашей планеты. Экология - наука будущего, и возможно, само существование человека будет зависеть от прогресса этой науки.

Лекция №3

3. ПОЛОЖЕНИЕ ОБЩЕЙ ЭКОЛОГИИ В СИСТЕМЕ НАУК. СТРУКТУРА ОБЩЕЙ ЭКОЛОГИИ

Как же соотносятся между собой все экологические науки?

Как экосистемы образованы разными группами организмов, так и общая экология характеризуется сложной структурой, подразделяясь на множество направлений в свою очередь, состоящих из частных наук (рис.1). Сначала появились многие частные экологические дисциплины, гораздо позже – комплексные. Общая же экология формируется только сегодня и "подпитывается" всеми частными. Несмотря на нерешенность своих самых фундаментальных проблем, она переживает самый настоящий бум популярности.

Разумеется, общая экология тесно связана со всеми частными (экология растений, экология животных, микробиология, экология океана, экология человека и др.) и комплексными (геоботаника, лесоведение, почвоведение, ландшафтоведение, гидробиология, биоценология и др.) экологическими, но она не есть простая сумма этих наук. Общеизвестно, что частные науки изучают всесторонне конкретные объекты органического мира («все об одном»), а общие – весь органический мир в одном направлении («немного обо всем»). Для частных наук наиважнейшей единицей является организм или совокупность организмов одного вида, для комплексных наук – конкретные условия среды (почва, лес, вода) и взаимоотношения живых организмов с этими условиями, а для общей экологии – экосистема ранга биогеоценоза, т.е. вся совокупность видов, слагающих биоценоз, и вся совокупность факторов среды, определяющих существование данного биоценоза с учетом неизбежного антропогенного воздействия, а организм или вид – наименьшей единицей.

Классификации структуры общей экологии

Авторы существующих классификаций обращают внимание на сложность и многогранность общей экологии.

По размерам объектов изучения (экосистемные исследования) в общей экологии всеми исследователями выделяются:

• аутэкология (особи, организм и их среда),

• демэкология, или популяционная экология (популяция и ее среда),

• синэкология (биоценоз, экосистема и их среда),

• географическая (крупные геосистемы, географические процессы с участием живых систем их среды),

• глобальная экология, или мегаэкология (биосфера)

I. В экологии выделяются 3 основных блока: биоэкология, экосистемы и земные сферы, человек и природа.

1. Биоэкология – самое раннее направление, положения его являются фундаментальными для остальных направлений. Основу биоэкологии составляют экологии систематических, или таксономических, отделов органического мира:

• экология микроорганизмов

• экология грибов

• экология растений

• экология животных

Последние три, в свою очередь, делятся на более мелкие.

2. Экосистемы и земные сферы – самое обширное направление, в нем рассматриваются связи между живыми материями и неживыми (абиотическими) факторами, связи между организмами и сообществами в составе основных биомов (совокупности сообществ (экосистем) природных зон) суши и Мирового океана. В этот блок входят:

• лесная экология

• экология степей

• экология пустынь

• экология тундр

• экология почв

• экология атмосферы

• экология гидросферы

• экология литосферы

• космическая экология

• экология гор

• экология островов

• экология океанов и др.

3. Человек и природа – сюда входят науки, изучающие взаимосвязь и взаимодействие человека со средой обитания, и прикладная экология человека с целью связать разработки по вышеуказанным двум разделам с практическими проблемами:

• инженерная экология

• химическая экология

• промысловая экология

• сельскохозяйственная экология

• экология города

• экология и медицина

• экология и культура

• экология и право

• экология и политика

• экологическое образование и др.

II. К предыдущей классификации близка классификация Анатолия Сергеевича Степановских (2001), но она более детальная, состоит из следующих направлений, или разделов.

1. По отношению к предметам изучения:

• экология микроорганизмов

• экология грибов

• экология растений

• экология животных

• экология человека

2. По отношению к условиям среды обитания:

экология почв, почвоведение

экология атмосферы

экология гидросферы

экология литосферы

космическая экология

3. По отношению к типу растительного покрова:

лесная экология

экология степей

экология пустынь,

экология тундр и т.д.

4. По отношению к ландшафтному (географическому) положению:

экология гор,

экология островов,

экология океанов и т.д.

5. По отношению к фактору времени:

палеоэкология,

археоэкология,

историческая экология, и др.

Кроме этого выделяются 5 направлений.

1. Ландшафтная экология – одно из наиболее ранних направлений. Изучает приспособление организмов к разной географической среде, формирование биоценозов различных ландшатов, их влияние на среду обитания. Имеет исключительно высокое прикладное значение, т.к. физико-географическими условиями определяются набор видов и основные законы формирования и жизни сообществ.

2. Функциональная, или физиологическая экология – исследует механизмы, с помощью которых осуществляется адаптация (приспособление) биологических систем разного уровня к изменению условий среды. Большинство адаптивных механизмов имеют физиологическую природу и изучение важно для решения многих проблем, например при интродукции растений, в медицине, для контроля численности диких животных и др.

3. Количественная экология изучает продуктивность и структуру разных экосистем, их динамику. Ее данные являются основой для матема-тического моделирования биогеоценотических процессов, или теоретической экологии. Необходима для разработки природоохранных мероприятий, построения экологических прогнозов, профилактики эпидемий и т.д.

4. Эволюционная экология выявляет экологические закономерности эволюционного процесса, пути и формы становления видовых адаптаций, позволяет реконструировать экосистемы прошлого Земли (палеоэкология) и роль человека в их преобразовании (археоэкология).

5. Социальная экология изучает процессы, протекающие на уровне ноосферы. С возникновением новых проблем возникли и новые частные науки (социология, радиационная экология, экологическое образование, инженерная экология, космическая экология и др.). Особое положение занимает экология человека, изучающая современное положение современного человечества в глобальных экосистемах.

ЭКОЛОГИЯ И СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО

В последние десятилетия интесификация земледелия привела к некоторым негативным последствиям. Из-за чрезмерного применения в развитых странах синтетических средств химизации (пестицидов для подавления вредных организмов, минеральных удобрений, регуляторов роста растений) все более стало ощущаться опасное загрязнение окружающей среды. Кроме ухудшения жизненных условий, это ведет к существенному увеличению затрат на медицину и мероприятий по охране и реабилитации природы. В мире все большее число экспертов обосновывают нецелесообразность чрезмерной химизации, учитывая то, что около 1/3 загрязнения природной среды происходит за счет сельского хозяйства.

Эта поблема встает и в нашей стране. Внедрение индустриальных методов работы на земле привели к резкому снижению плодородия почв, увеличению потребления энерго- и трудо-ресурсов, снижению фондоотдачи в Агро-Промышленном Комплексе. Первопричины снижения плодородия почв - эрозия вследствии распыления и обесструктуривания поверхностных горизонтов, выпаханность полей; подкисление из-за выпадения кислотных дождей и использования кислых форм минеральных удобрений; переуплотнение за счет применения тяжелой техники; подтопление территорий, прилегающим к водохранилищам.

Негативная ситуация с плодородием почв обостряется еще тем, что сокращаются объемы внесения химических мелиорантов, применения минеральных и органических удобрений. Например, на 25: сократились объемы известкования кислых почв, которые занимают по России 33: пашни, а в Нечерноземной зоне более 70:.

Основные причины неудовлетворительного состояния пашни -

- слабое внедрение почвозащитных систем земледелия;

- обезличка земли, экологическая неграмотность многих работников сельского хозяйства;

- неудовлетворительная организация государственного контроля за охраной и регулированием почвенного плодородия и борьбы с эрозионными процессами;

- упрощенный подход к организации земельной территории;

- недостаток технических средств для почвозащитных и влагосберегающих технологий.

В регионе где широко распространены дерново-подзолистые и подзолистые почвы с низким естественным плодородием, много переувлажненных земель. Это обусловливает необходимость известкования почв, внесения органических и минеральных удобрений систематического проведения мелиоративных работ.

Практически парализовано материально-техническое перевооружение сельского хозяйства. За последние годы совокупные цены на сельскохозяйственную продукцию в стране выросли в 90 раз, тогда как на потребляемые в аграрном секторе промышленные средства - в 500 раз.

В связи с этим необходимы мероприятия по освоению систем земледелия, адаптированных к местным почвенно-климатическим и экономическим условиям, плодосменных севооборотов, дифференцированной разноглубинной обработки почвы, рационального применения всех видов удобрений, низкозатратных технологий возделывания сельскохохяйственных культур. Во всех этих системах необходимо полно использовать биологизацию земледелия с учетом конкретных условий на переходном периоде. В большинстве развитых стран активно разрабатываются и осваиваются биологические методы ведения сельского хозяйства, основанные на сокращении или полном отказе от синтетических минеральных удобрений и химических средств защиты растений при максимальном использовании биологических факторов повышения плодородия почв, подавления болезней, вредителей и сорняков, а также осущесивления комплекса других мероприятий, не оказывающих негативного воздействия на состояние природной среды, но улучшающих условия формирования урожая. Такая система призводства получила название экологического сельского хозяйства.

В западных странах существует еще несколько направлений альтернативного земледелия, отличающихся от биодинамического, но сходных между собой. К ним, например, относится органо-биологическое. В отличии от биодинамического оно не учитывает влияние космических ритмов, не предусматривает применения специальных препаратов. Суть его концепция сводится :

- к созданию “живой и здоровой“ почвы за счет поддержания микробиологической деятельности ;

- хозяйство должно полностью использовать внутренние ресурсы для воспроизводства продукции, поддерживая баланс питательных веществ;

- применять только органические удобрения /как правило, компосты /

- из минеральных допустимы медленно растворимые / калимагнезия, томосшлак / и базальтовая мука;

- запрещено использовать химические пестициды;

- борьба с сорняками, вредителями и болезнями осуществляется только механическими, профилактическими и биологическим методами, допускается использование эфирных масел растений , отваров и настоев растений, растительных инсектицидов, серных и медных препаратов;

- проводится как правило мелкая обработка почвы;

- все мероприятия по регулированию плодородия почв и защите растений осущесвляются в системе севооборотов.

Основу биологического земледелия составляет севооборот или система севооборотов, вводимые на основе детальной поконтурной оценке земель. Севооборот строится на основе плодосмена. Обязательные компоненты севооборотов - многолетние и однолетние бобовые травы и их смеси со злаковыми, зернобобовые и промежуточные культуры / поукосные и пожнивные/, озимые и яровые колосовые, пропашные. Особое внимание уделяется поликультуре - совместном возделыванию двух или более культур в смешанных посевах.

ХАРАКТЕРИСТИКА И СОСТАВ БИОСФЕРЫ.   

        В буквальном переводе термин “биосфера” обозначает сферу жизни и в таком смысле он впервые был введен в науку в 1875 г. австрийским геологом и палеонтологом Эдуардом Зюссом (1831 – 1914). Однако задолго до этого под другими названиями, в частности "пространство жизни", "картина природы", "живая оболочка Земли" и т.п., его содержание рассматривалось многими другими естествоиспытателями.

Первоначально под всеми этими терминами подразумевалась только совокупность живых организмов, обитающих на нашей планете, хотя иногда и указывалась их связь с географическими, геологическими и космическими процессами, но при этом скорее обращалось внимание на зависимость живой природы от сил и веществ неорганической природы.        Первым из биологов, который ясно указал на огромную роль живых организмов в образовании земной коры, был Ж.Б.Ламарк (1744 – 1829).

Биосфера является определенной природной системой, а ее существование в первую очередь выражается в круговороте энергии и веществ при участии живых организмов.

Очень важным для биосферы было являеться три способа питания живых организмов:

· автотрофное – построение организма за счет использования веществ неорганической природы;

· гетеротрофное – строение организма за счет использования низкомолекулярных органических соединений;

· миксотрофное – смешанный тип построения организма (автотрофно-гетеротрофный).

        Биосфера (в современном понимании) – своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами.
        Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы.

· Атмосфера – наиболее легкая оболочка Земли, которая граничит с космическим пространством; через атмосферу осуществляется обмен вещества и энергии с космосом.

Атмосфера имеет несколько слоев:

· тропосфера – нижний слой, примыкающий к поверхности Земли (высота 9–17 км). В нем сосредоточено около 80% газового состава атмосферы и весь водяной пар;

· стратосфера;

· ионосфера – там “живое вещество” отсутствует.

Преобладающие элементы химического состава атмосферы: N2 (78%), O2 (21%), CO2 (0,03%).

· Гидросфера – водная оболочка Земли. В следствие высокой подвижности вода проникает повсеместно в различные природные образования, даже наиболее чистые атмосферные воды содержат от 10 до 50 мгр/л растворимых веществ.

· Литосфера – внешняя твердая оболочка Земли, состоящая из осадочных и магматических пород. В настоящее время земной корой принято считать верхний слой твердого тела планеты, расположенный выше сейсмической границы Мохоровичича. Поверхностный слой литосферы, в котором осуществляется взаимодействие живой материи с минеральной (неорганической), представляет собой почву. Остатки организмов после разложения переходят в гумус (плодородную часть почвы). Составными частями почвы служат минералы, органические вещества, живые организмы, вода, газы.

        Ведущую роль выполняет кислород, на долю которого приходится половина массы земной коры и 92% ее объема, однако кислород прочно связан с другими элементами в главных породообразующих минералах

На рубеже ХIХ – ХХ вв. в науку все шире проникают идеи целостного, подхода к изучению природы, которые в наше время сформировались в системный метод ее изучения.
        Результаты такого подхода незамедлительно сказались при исследовании общих проблем воздействия биотических, или живых, факторов на абиотические, или физические, условия. Так, оказалось, например, что состав морской воды во многом определяется активностью морских организмов. Растения, живущие на песчаной почве, значительно изменяют ее структуру. Живые организмы контролируют даже состав нашей атмосферы. Число подобных примеров легко увеличить, и все они свидетельствуют о наличии обратной связи между живой и неживой природой, в результате которой живое вещество в значительной мере меняет лик нашей Земли. Таким образом, биосферу нельзя рассматривать в отрыве от неживой природы, от которой она, с одной стороны зависит, а с другой – сама воздействует на нее. Поэтому перед естествоиспытателями возникает задача – конкретно исследовать, каким образом и в какой мере живое вещество влияет на физико-химические и геологические процессы, происходящие на поверхности Земли и в земной коре. Только подобный подход может дать ясное и глубокое представление о концепции биосферы. Такую задачу как раз и поставил перед собой выдающийся российский ученый Владимир Иванович Вернадский (1863 – 1945).

В.И.ВЕРНАДСКИЙ О БИОСФЕРЕ И “ЖИВОМ ВЕЩЕСТВЕ”.

Центральным в этой концепции является понятие о живом веществе, которое В.И.Вернадский определяет как совокупность живых организмов. Кроме растений и животных, В.И.Вернадский включает сюда и человечество, влияние которого на геохимические процессы отличается от воздействия остальных живых существ, во-первых, своей интенсивностью, увеличивающейся с ходом геологического времени; во-вторых, тем воздействием, какое деятельность людей оказывает на остальное живое вещество.

Это воздействие сказывается прежде всего в создании многочисленных новых видов культурных растений и домашних животных. Такие виды не существовали раньше и без помощи человека либо погибают, либо превращаются в дикие породы. Поэтому Вернадский рассматривает геохимическую работу живого вещества в неразрывной связи животного, растительного царства и культурного человечества как работу единого целого.
        По мнению В.И.Вернадского, в прошлом не придавали значения двум важным факторам, которые характеризуют живые тела и продукты их жизнедеятельности:

· открытию Пастера о преобладании оптически активных соединений, связанных с дисимметричностью пространственной структуры молекул, как отличительной особенности живых тел;

· явно недооценивался вклад живых организмов в энергетику биосферы и их влияние на неживые тела. Ведь в состав биосферы входит не только живое вещество, но и разнообразные неживые тела, которые В.И.Вернадский называет косными (атмосфера, горные породы, минералы и т. д.), а также и биокосные тела, образованные из разнородных живых и косных тел (почвы, поверхностные воды и т. п.). Хотя живое вещество по объему и весу составляет незначительную часть биосферы, но оно играет основную роль в геологических процессах, связанных с изменением облика нашей планеты.

        Поскольку живое вещество является определяющим компонентом биосферы, постольку можно утверждать, что оно может существовать и развиваться только в рамках целостной системы биосферы
        Исходной основой существования биосферы и происходящих в ней биогеохимических процессов является астрономическое положение нашей планеты и в первую очередь ее расстояние от Солнца и наклон земной оси к эклиптике, или к плоскости земной орбиты. Это пространственное расположение Земли определяет в основном климат на планете, а последний в свою очередь – жизненные циклы всех существующих на ней организмов. Солнце является основным источником энергии биосферы и регулятором всех геологических, химических и биологических процессов на нашей планете.        Решающее отличие живого вещества от косного заключается в следующем:

· изменения и процессы в живом веществе происходят значительно быстрее, чем в косных телах. Поэтому для характеристики изменений в живом веществе используется понятие исторического, а в косных телах – геологического времени. Для сравнения отметим, что секунда геологического времени соответствует примерно ста тысячам лет исторического;

· в ходе геологического времени возрастают мощь живого вещества и его воздействие на косное вещество биосферы. Это воздействие, указывает В.И. Вернадский, проявляется прежде всего "в непрерывном биогенном токе атомов из живого вещества в косное вещество биосферы и обратно";

· только в живом веществе происходят качественные изменения организмов в ходе геологического времени. Процесс и механизмы этих изменений впервые нашли объяснение в теории происхождения видов путем естественного отбора Ч.Дарвина (1859 г.);

· живые организмы изменяются в зависимости от изменения окружающей среды, адаптируются к ней и, согласно теории Дарвина, именно постепенное накопление таких изменений служит источником эволюции.

        Непрерывный процесс эволюции, сопровождающийся появлением новых видов организмов, оказывает воздействие на всю биосферу в целом, в том числе и на природные биокосные тела, например, почвы, наземные и подземные воды и т. д. Это подтверждается тем, что почвы и реки девона совсем другие, чем третичной и тем более нашей эпохи. Таким образом, эволюция видов постепенно распространяется и переходит на всю биосферу.

        Предположения относительно абиогенного, или неорганического, происхождении жизни делались неоднократно еще в античную эпоху, например, Аристотелем, который допускал возможность возникновения мелких организмов из неорганического вещества. С возникновением экспериментального естествознания и появлением таких наук, как геология, палеонтология и биология, такая точка зрения подверглась критике как не обоснованная эмпирическими фактами.

Несмотря на некоторые противоречия, учение Вернадского о биосфере представляет собой новый крупный шаг в понимании не только живой природы, но и ее неразрывной связи с исторической деятельностью человечества.


БИОГЕННАЯ МИГРАЦИЯ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ И БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ.

        По Вернадскому, работа живого вещества в биосфере может проявляться в двух основных формах:

· химической (биохимической) – I род геологической деятельности;

· механической – II род такой деятельности.

        Геологическая деятельность I рода – построение тела организмов и переваривание пищи, – конечно, является более значительной. Классическим стало функциональное определение жизни, данное Фридрихом Энгельсом: “жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь.

        Копролиты (ископаемые остатки экскрементов) известны в геологических отложениях, начиная с ордовика, однако бесспорно, что большинство их при геологических описаниях не учитывается. Происходит это из-за слабой изученности вопроса и из-за отсутствия диагностических признаков для определения копролитов.

        Биогенная миграция атомов II рода – механическая – отчетливо проявляется в наземных экосистемах с хорошо развитым почвенным покровом, позволяющим животным создавать глубокие укрытия (гнездовые камеры термитов, например, расположены на глубине 2 – 4 м от поверхности). Благодаря выбросам землероев, в верхние слои почвы попадают первичные невыветрившиеся минералы, которые, разлагаясь, вовлекаются в биологический круговорот.
        К биогенной миграции II рода можно отнести и перемещение самого живого вещества. Сюда относятся сезонные перелеты птиц, перемещения животных в поисках корма, массовые миграции животных.

Существует три формулировки круговорота веществ.

· I принцип: ”Биогенная миграция атомов химических элементов в биосфере всегда стремится к максимальному своему проявлению”.

· II принцип: “Эволюция видов в ходе геологического времени, приводящая к созданию форм жизни устойчивых в биосфере, идет в направлении, увеличивающем биогенную миграцию атомов биосферы” (или в другой формулировке: “При эволюции видов выживают те организмы, которые своею жизнью увеличивают биогенную геохимическую энергию”).

· III принцип: “В течение всего геологического времени, с криптозоя, заселение планеты должно было быть максимально возможное для всего живого вещества, которое тогда существовало”.

        Для Вернадского I биогеохимический принцип был тесно связан со способностью живого вещества неограниченно размножаться в оптимальных условиях. “Вихрь атомов”, который представляет собой жизнь, по определению Жоржа Кювье, стремится к безграничной экспансии. Следствием этого и является максимальное проявление биогенной миграции атомов в биосфере.
        II биогеохимический принцип, по существу, затрагивает кардинальную проблему современной биологической теории – вопрос о направленности эволюции организмов

У более продвинутых в эволюционном отношении растений – папоротникообразных – опадают также только листья, но у них в единицу времени по отношению к массе всего тела сменяется большая часть, чем у лепидодендронов. У наиболее примитивных голосеменных – саговников – сменам также подвержены только листья, да и то за исключением оснований. У хвойных периодически сменяются ветви и кора. Наконец, на примере цветковых мы наиболее четко видим переход от многолетних форм (деревья и кустарники) к однолетним (травы). Этот же переход наблюдается и у других таксонов высших растений: среди древних хвощей и плаунов господствовали древовидные формы, а современные нам овощи и плауны – травы; среди папоротников в геологическом прошлом было много древовидных, а сейчас древовидные папоротники вымирают. Такая интенсификация смен, естественно, приводит к усилению биогенной миграции атомов в биосфере.

        III биогеохимический принцип также связан “давлением” жизни. Этот фактор обеспечивает безостановочный захват живым веществом любой территории, где возможно нормальное функционирование живых организмов.

Таблица

Характер и локализация процессов, осуществляемых живым веществом.

Род геологической деятельности	Где процесс протекает	Внутри организма	Вне организма
	Характер процесса
I	Химический (биохимический)	Переваривание пищи, построение тела организма	Выделение во внешнюю среду продуктов метаболизма и экскретов; внеклеточное пищеварение
II	Механический	Пропускание неорганических компонентов пищи через желудочный тракт грунтоедов и илоедов	а). Перемещение самого “живого вещества” (следствие этого – транспортировка биогенного вещества); б). перемещение неживого вещества организмами в ходе жизнедеятельности

БИОСФЕРА И ЧЕЛОВЕК. НООСФЕРА.

        Вернадский, анализируя геологическую историю Земли, утверждает, что наблюдается переход биосферы в новое состояние – в ноосферу под действием новой геологической силы, научной мысли человечества

Ряд конкретных условий, необходимых для становления и существования ноосферы. Перечислим эти условия:

1. заселение человеком всей планеты;

2. резкое преобразование средств связи и обмена между странами;

3. усиление связей, в том числе политических, между всеми странами Земли;

4. начало преобладания геологической роли человека над другими геологическими процессами, протекающими в биосфере;

5. расширение границ биосферы и выход в космос;

6. открытие новых источников энергии;

7. равенство людей всех рас и религий;

8. увеличение роли народных масс в решении вопросов внешней и внутренней политики;

9. свобода научной мысли и научного искания от давления религиозных, философских и политических построений и создание в государственном строе условий, благоприятных для свободной научной мысли;

10. продуманная система народного образования и подъем благосостояния трудящихся. Создание реальной возможности не допустить недоедания и голода, нищеты и чрезвычайно ослабить болезни;

11. разумное преобразование первичной природы Земли с целью сделать ее способной удовлетворить все материальные, эстетические и духовные потребности численно возрастающего населения;

12. исключение войн из жизни общества.

РОЛЬ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ФАКТОРА В РАЗВИТИИ БИОСФЕРЫ.

        Центральной темой учения о ноосфере является единство биосферы и человечества. Это позволяет понять место и роль исторического развития человечества в эволюции биосферы, закономерности ее перехода в ноосферу.
        Одной из ключевых идей, лежащих в основе его теории о ноосфере, является то, что человек не является самодостаточным живым существом, живущим отдельно по своим законам, он сосуществует внутри природы и является частью ее.

В последнее время резко меняется отражение живых существ на окружающей природе. Благодаря этому процесс эволюции переносится в область минералов. Резко меняются почвы, воды и воздух. То есть эволюция видов сама превратилась в геологический процесс, так как в процессе эволюции появилась новая геологическая сила. Вернадский писал: “Эволюция видов переходит в эволюцию биосферы”.

В последние тысячелетия наблюдается интенсивный рост влияния одного видового живого вещества — цивилизованного человечества — на изменение биосферы. Под влиянием научной мысли и человеческого труда биосфера переходит в новое состояние — в ноосферу”.
        Мы являемся наблюдателями и исполнителями глубокого изменения биосферы. Причем перестройка окружающей среды научной человеческой мыслью посредством организованного труда вряд ли является стихийным процессом. Корни этого лежат в самой природе и были заложены еще миллионы лет назад в ходе естественного процесса эволюции. “Человек... составляет неизбежное проявление большого природного процесса, закономерно длящегося в течение, по крайней мере, двух миллиардов лет” .
        Отсюда, кстати, можно заключить что высказывания о самоистреблении человечества, о крушении цивилизации не имеют под собой веских оснований. Было бы по меньшей мере странно, если бы научная мысль – порождение естественного геологического процесса противоречила бы самому процессу.

        Заселяя все уголки нашей планеты, опираясь на государственно организованную научную мысль и на ее порождение, технику, человек создал в биосфере новую биогенную силу, поддерживающую размножение и дальнейшее заселение различных частей биосферы. Причем вместе с расширением области жительства, человечество начинает представлять себя все более сплоченную массу, так как развивающие средства связи – средства передачи мысли окутывают весь Земной шар. “Этот процесс – полного заселения биосферы человеком – обусловлен ходом истории научной мысли, неразрывно связан со скоростью сношений, с успехами техники передвижения, с возможностью мгновенной передачи мысли, ее одновременного обсуждения всюду на планете”.

При этом человек впервые реально понял, что он житель планеты и может и должен мыслить и действовать в новом аспекте, не только в аспекте отдельной личности, семьи или рода, государств или их союзов, но и в планетном аспекте. Он, как и все живое, может мыслить и действовать в планетном аспекте только в области жизни — в биосфере, в определенной земной оболочке, с которой он неразрывно, закономерно связан и уйти из которой он не может. Его существование есть ее функция.
        Результат всех вышеперечисленных изменений в биосфере планеты дал повод заключить, что биосфера в настоящий момент быстро геологически переходит в новое состояние – в ноосферу, то есть такое состояние в котором человеческий разум и направляемая им работа представляют собой новую мощную геологическую силу. Это совпало, видимо не случайно, с тем моментом когда человек заселил всю планету, все человечество экономически объединилось в единое целое и научная мысль всего человечества слилась воедино, благодаря успехам в технике связи. Таким образом:

· Человек, как он наблюдается в природе, как и все живые организмы, как всякое живое вещество, есть определенная функция биосферы, в определенном ее пространстве-времени;

· Человек во всех его проявлениях представляет собой часть биосферы;

· Прорыв научной мысли подготовлен всем прошлым биосферы и имеет эволюционные корни. Ноосфера – это биосфера, переработанная научной мыслью, подготавливающейся всем прошлым планеты, а не кратковременное и переходящее геологическое явление.

       “цивилизация “культурного человечества” не может прерваться и уничтожиться, так как это есть большое природное явление, отвечающее исторически, вернее, геологически сложившейся организованности биосферы. Образуя ноосферу, она всеми корнями связывается с этой земной оболочкой, чего раньше в истории человечества в сколько-нибудь сравнимой мере не было”.

        Подготавливаемой эволюцией биосферы и историческим развитием человечества с точки зрения ноосферного подхода по-иному видятся и современные болевые точки развития мировой цивилизации.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОНЯТИЯ «ПОПУЛЯЦИЯ» И СТРУКТУРА ПОПУЛЯЦИЙ.

Экологические факторы – факторы среды, которые воздействуют на организмы и вызывают у них приспособительные реакции. Изучением этих проблем занимается один из разделов экологии, который называется аутэкология.

1. Понятие «популяция». Вплоть до настоящего времени нет четкого определения понятия «популяция», которое бы удовлетворяло потребностям различных биологических направлений. Причиной этого является то, что генетики в понятие «популяция» вкладывают свой конкретный смысл (как совокупность свободно скрещивающихся особей), систематики подходят с позиций морфофункционального единства, биогеографы – с позиций исторически обособленной группы организмов, характерной для конкретного ландшафта или группы ландшафтов, и т.д. С другой стороны, понятие «популяция» строится в зависимости от применяемого подхода к ее изучению. В-третьих, и что, пожалуй, основное, споры ведутся о том, что же является наименьшей структурной единицей вида, ибо популяции могут подразделяться на микропопуляции или объединяться в более крупные популяционные системы.

Мутуализм – крайняя степень ассоциации между особями, при которой каждый извлекает выгоду из связи с другим организмом. Специфические внутривидовые связи – это отношения, направленные на воспроизводство: между особями разных полов и между родительскими и дочерними поколениями.

Популяция представляет собой форму внутривидовой организации или существования вида, обеспечивающую наиболее полное использование данной группой особей природных ресурсов территории, к которой популяция приурочена. Биологическое значение популяции состоит в наиболее полном и рациональном использовании энергетических ресурсов, позволяющем обеспечить оставление потомства.

2. Подходы к изучению популяций и их классификация

Популяционный подход в экологии по своему теоретическому и прикладному значению, по развитию концептуального аппарата и разнообразию используемых методов нисколько не уступает экосистемному. Экология в своем фундаменте имеет дело с характеристикой популяций, формирующих сообщества и биоценозы, которые являются основными элементами наряду с биотопами, элементами экосистем.

Выделяя популяционные единицы, используют ландшафтно-биотопический подход. Согласно ему наиболее крупные территориальные группировки вида – это подвиды, или географические расы. В пределах ареалов подвидов на территориях с однородными географическими условиями выделяются географические популяции, характеризующиеся общностью приспособлений к климату и ландшафту. Географические популяции, в свою очередь, подразделяются на более мелкие популяции, населяющие различные участки среды обитания. К популяциям низшего ранга применяются такие названия, как экологические, биотические, местные, локальные, элементарные. Чем ниже ранг популяции, тем сильнее связь с соседними популяциями, больше степень обмена особями, менее выражены отличительные особенности.

Важно учитывать многообразие взаимодействия организмов со средой. В соответствии с этим подходом популяции выделяются:

а) по способу размножения и степени генетической целостности:

– популяции с перекрестным оплодотворением;

– колониальные популяции;

– популяции, для которых характерно и перекрестное оплодотворение и размножение, присущее для колониальных организмов (например тля, у которой существует и партеногенетическое размножение, при котором женские половые клетки развиваются без оплодотворения, и нормальное половое размножение с оплодотворением);

б) по способу поддержания численности и времени существования:

– постоянные популяции, возникающие в оптимальных местообитаниях, они способны к самовоспроизведению и не нуждаются в притоке особей извне для поддержания своей численности;

– временные популяции существуют не только за счет внутреннего потенциала, но и в результате иммиграции особей извне;

в) по способности к самовоспроизведению:

– независимые популяции – способны воспроизводиться самостоятельно; приток особей в их репродукции не играет существенной роли;

– полузависимые популяции – могут самовоспроизводиться, но иммиграция особей заметно повышает численность;

– зависимые – смертность внутри популяции не компенсируется приплодом, без иммиграции особей популяция вымирает;

– псевдопопуляции – совершенно не способны к самовоспроизведению, целиком зависят от притока извне. На о-ве Монерон обитает популяция тепловодного моллюска морское ухо. Они не нерестятся в этих холодных водах. Популяция же поддерживается за счет приноса личинок от берегов Японии с теплым Цусимским течением;

– временные, или периодически возникающие популяции – образуются за счет выселения особей из постоянных популяций в малоблагоприятные местообитания в периоды резкого возрастания численности постоянных популяций;

– гемипопуляции, или полупопуляции – группировки особей, принадлежащие к отдельным возрастным фазам развития животных, при этом на разных этапах своего возрастного развития (онтогенеза) они имеют резкие различия как морфологические, так и экологические (взрослые донные моллюски и их свободно плавающие пелагические личинки).

2. Динамика численности популяций.

То, как по мере старения снижается численность особей одного возраста в популяции, показывает кривая выживания. Известны три основных типа кривых выживания. Кривая I соответствует популяции, большинство членов которой доживает до возраста, близкого к максимально возможному для данного вида (крупные млекопитающие). Кривая II отражает равную вероятность гибели особей в любом возрасте (птицы и пресмыкающие). Кривая III соответствует очень высокой смертности в раннем возрасте; для особей, переживших этот период, вероятность смерти низка (многие растения, беспозвоночные, рыбы).

Скорость роста популяции определяется биологическим потенциалом, т.е. индивидуальными особенностями вида. Любая популяция теоретически способна к неограниченному росту численности, если ее не лимитируют факторы среды.

Динамика численности популяции во времени определяется соотношением показателей рождаемости и смертности особей, а также их иммиграцией и эмиграцией.

Факторы, действующие на численность популяции, экологи делят на две группы: первичные (ультимативные) и вторичные (сигнальные). К первичным факторам среды относятся: пища, конкуренты, паразиты, хищники, загрязнение и небиологические – температура, солевой состав (для гидробионтов), газовый состав атмосферы, осадки, климат.

Возрастная структура у многих видов отличается большой сложностью. Так, в популяциях растений выделяют четыре возрастные фазы:

1) латентный период – фаза первичного покоя. В эту группу входят семена, плоды и другие зачатки растений;

2) виргинильный (девственный или юношеский) период, охватывающий группу растений в период от прорастания зачатков до образования генеративных органов;

3) генеративный период – фаза размножения семенами или другими разносимыми зачатками, т.е. время полового размножения;

4) сенильный, или старческий, период, к которому принадлежат особи, закончившие половое размножение и способные только вегетировать.

На каждом возрастном этапе особи растений характеризуются определенными отношениями со средой. Они выражаются в различиях питания, строении и размерах вегетативного тела, протекании биохимических процессов и т.д.

Среди животных различают следующие возрастные группы:

1) новорожденные (до момента прозревания);

2) молодые – подрастающие особи, не достигшие половой зрелости;

3) полувзрослые – особи, близкие к половой зрелости;

4) взрослые – половозрелые животные, которые уже размножаются или физиологически способны к этому;

5) старые – переставшие размножаться особи, они часто играют заметную роль в жизни популяций, охраняя, воспитывая молодняк.

4. Пространственная структура популяций. -

-Равномерное упорядоченное распределение особей на занимаемой территории в природе. В каждом конкретном случае тип распределения в занимаемом пространстве оказывается приспособительным, т.е. позволяющим оптимально использовать имеющиеся ресурсы.

У подвижных животных имеются разнообразные способы упорядочивания распределения в пространстве. Эти животные делятся на две основные группы – оседлых и кочевых. При оседлом существовании животные в течение всей или большей части жизни используют довольно ограниченный участок среды. Этот образ таит в себе угрозу быстрого истощения ресурсов, поэтому у оседлых животных выработались приспособления, которые обеспечивают разграничения мест обитания отдельных особей или других внутрипопуляционных группировок.

У оседлых видов пространственная структура популяции может быть диффузной, мозаичной, пульсирующей или циклической.

В популяциях диффузного типа животные в пространстве распределены дисперсно, не образуя обособленных поселений. Этот тип структуры характерен для мелких млекопитающих открытых пространств (пустынь, степей).

Мозаичный тип размещения возникает тогда, когда пригодные для заселения места распределены в пространстве резко неравномерно (колонии кротов встречаются на луговинах и опушках леса).

Пульсирующий тип характерен для популяций с резким колебанием численности. В годы депрессий популяция состоит из обособленных поселений, в годы подъема – занимает всю пригодную территорию.

Циклический тип пространственной структуры характерен для оседлых животных, попеременно использующих разные участки в течение года (например, лемминги зимуют на сухих прибрежных возвышенностях, а летом переселяются на разнотравно-злаково-лишайниковые участки).

5. Этологическая структура популяций животных. Закономерности поведения животных изучает наука этология. Формы совместного сосуществования в популяции чрезвычайно различны.

При одиночном образе жизни особи популяции независимы и обособлены друг от друга. Однако такое поведение характерно для многих видов лишь на определенных стадиях жизненного цикла. Они часто образуют временные агрегации в местах зимовок, в период, предшествующий оплодотворению.

При семейном образе жизни усиливается связь между родителями и потомством. Например, у птиц забота о птенцах продолжается до поднятия их на крыло; у некоторых млекопитающих детеныши воспитываются в семейных группах в течение нескольких лет.

Биосистема — система как целостность, содержащая живые компоненты. Биосистемой является клетка, организм (организменный уровень жизни), био- и биогеоценоз, биосфера. Также есть 6 структурных уровней организации живой материи.1)Молекулярный,2)Клеточный,3)Организменный,4)Популяционно-видовой,5)Биогеоценотический,6)Биосферный.

Биосистемы и уровни

Система — это множество закономерно связанных друг с другом функциональных элементов, образующих единое целое. Биологическая система представляет собой совокупность упорядочение взаимодействующих и взаимозависимых элементов, образующих единое целое, выполняющее определенную функцию и взаимодействующее со средой и другими системами. Особенности биологических систем:

· биологическая система выполняет определенную функцию (биохимическую, физиологическую)

· биологическая система обладает свойствами целостности (несводимость свойств системы к сумме свойств ее элементов)

· биологическая система состоит из подсистем

· она непрерывно изменяется по сигналам обратной связи (способна к адаптации)

· обладает относительной устойчивостью, способна к развитию и самовоспроизведению.

В отличие от многочисленных уровней организации живой материи, уровней эволюции выделяют четыре или пять:

· организменный

· популяционно-видовой

· экосистемный

· биосферный

Уровни биологической эволюции могут занимать только такие структуры, которые могут существовать независимо. Ни ген, ни органоид не могут существовать вне клетки. Только организм может осуществлять процесс жизнедеятельности, обеспечивать существование тканей, органов и более мелких структур. Организм осуществляет следующие биологические функции: питание, дыхание, выделение, гомеостаз, размножение, изменчивость, самозащита.

Основной процесс на организменном уровне — процесс воплощения наследственной информации в целостный организм в процессе индивидуального развития при взаимодействии со средой.

ДИНАМИКА И СУКЦЕССИИ БИОГЕОЦЕНОЗОВ

Сукцессия растительности – это последовательный ряд смены серийных (временно существующих) растительных сообществ на конкретном местообитании после выведения конкретной экосистемы из состояния динамического равновесия.

1. Динамика фитоценозов

а) Суточные изменения

б) Сезонные различия

в) Флюктуационные (погодичные или разногодичные) изменения

г) Возрастные изменения "возобновительные" изменения

е) изменения, обязанные своим происхождением микроэволюции

2. Смены и сукцессии растительного покрова

3. Типы развития и фазы развития сукцессий

4. Первичные сукцессии

а) Факторы, определяющие развитие растительности в первой фазе сукцессии – на оголенных территориях

б) Эцезис и его особенности

в) Стадии развития фитоценоза первичной сукцессии (по А.Г. Воронову)

г) Стадии в развитии растительного покрова (по В.Н. Сукачеву)

5. Методология изучения сукцессий

1. Динамика фитоценозов

Следует различать: 1) изменения в пределах одного фитоценоза, не приводящие к последовательной смене эдификаторов сообщества, к резким изменениям его видового состава, структуры и других особенностей и 2) изменения, выражающиеся в смене одних сообществ другими.

Первые изменения фитоценозов называют динамикой фитоценозов, вторые – смену одного фитоценоза другим – динамикой растительного покрова. Несомненно, изменения второго рода подготавливаются изменениями, протекающими в пределах определенного фитоценоза, хотя и качественно отличны от них.

2. Смены и сукцессии растительного покрова

Различают ненаправленные и направленные смены растительного покрова.

Ненаправленные представляют собой дальнейшее углубление процесса погодичных (разногодичных) изменений в пределах фитоценоза.

Направленные смены представляют собой необратимые изменения растительного покрова, при которых одни сообщества сменяются другими. И это уже сукцессии.

При этом конкретная экосистема возвращается в свое исходное состояние и пребывает в нем до тех пор, пока не изменятся климат, рельеф, гидрологический режим, пока вновь не пройдет пожар, или не случится какая-то другая катастрофа. И вновь начнется новая сукцессия, которая либо приведет к восстановлению исходного сообщества, либо нет. В результате сукцессии на конкретном местообитании восстанавливается исходное растительное сообщество, называемое геоботаниками климаксовым, или коренным. Коренное сообщество растений устойчиво и в данных климатических условиях не изменяется.

Необратимость процесса – обязательное свойство любой сукцессии. Смены растительности на вырубках или на залежах, приводящие к восстановлению коренной растительности, считают сукцессиями.

Всю конкретную сукцессию в целом называют серией (американские авторы). Каждое сообщество, которое в процессе сукцессии сменяет другое, называют стадией этой сукцессии, или серийным сообществом. Заключительное сообщество, находящееся в относительном соответствии с условиями существования, называют климаксом (американские авторы) или узловым сообществом (Ярошенко). В одном и том же месте однотипная серия может повторяться неоднократно, если повторяются нарушения растительного покрова или его уничтожение, или резко меняются условия существования.

3. Типы развития и фазы развития сукцессий

По типу развития растительного покрова сукцессии бывают первичными и вторичными.

Сукцессии могут начинаться на участках, полностью свободных от растительного покрова и не сохранивших семенных зачатков растений (первичные сукцессии). Образование участков, полностью лишенных растительности, и участков, где растительный покров в той или иной степени нарушен, вызывается действием ветра (ветровая эрозия или ветровая аккумуляция), отступлением берега водоема и заливанием участка водой, выгоранием растительного покрова, выгрызанием растений животными, вырубкой леса, распашкой земель, т. е. климатическими, эдафическими, биотическими и антропогенными факторами.

Сукцессии накладываются на изменения, происходящие в растительном сообществе (суточные, сезонные, разногодичные, определяемые микроэволюцией видов, онтогенетические и возобновительные), а также на разногодичные смены растительных сообществ.

Выделяют в процессе сукцессии растительности на обнаженных почвах или грунтах две фазы:

- заселение оголенной территории и формирование фитоценоза из поселяющихся на голой площади растений

- смена одного сформировавшегося фитоценоза другим.

4. Первичные сукцессии

а) Факторы, определяющие развитие растительности в первой фазе сукцессии – на оголенных территориях

Растения проникают на освободившуюся территорию путем переноса диаспор (семян, спор, кусочков растения) при помощи ветра, воды, животных или человека, или путем постепенного вегетативного разрастания астений, находящихся близ границ оголенной территории.

Заселение новой территории зависит от ряда факторов, случайных по отношению к особенностям самой территории:

- от того, какие растения растут поблизости от обнаженного участка,

- от их количества,

- от направления господствующего ветра,

- от высоты и силы паводка,

- от качества субстрата участков,

- от характера увлажнения, и т. д.

На первой стадии развития нового фитоценоза в его составе часто преобладают растения с диаспорами, легко разносимыми ветром, а около воды – с диаспорами, хорошо держащимися на воде. Часто то действие, которое вызвало оголение почвы (отложение наноса водой, перевевание песка ветром) способствует и появлению на этой территории диаспор. Поэтому так быстро вырастают сорные и рудеральные растения на участках, обнажение которых вызвано деятельностью человека.

б) Эцезис и его особенности

После того как растение проникло на оголенную территорию, оно начинает приспосабливаться к новым условиям. Этот процесс приспособления особей растений к новым для них условиям называют эцезисом. Он начинается с прорастания семян и заканчивается, когда растение дало плоды и семена.

Внедрившиеся на оголенную территорию, растения начинают плодоносить и сами становятся источником диаспор. На стадии проростков многие растения, развивающиеся на оголенных территориях, гибнут под действием неблагоприятных условий, в результате уничтожения животными или паразитическими растениями и вследствие конкуренции с другими проростками.

в) Стадии развития фитоценоза первичной сукцессии (по А.Г. Воронову)

Пионерная группировка – случайное сочетание растений. Фитоценозы, формирующиеся на оголенных площадях, на первой стадии развития характеризуются:

- случайным составом растений,

- отсутствием сомкнутого растительного ковра,

- слабым воздействием на среду и

- почти полным отсутствием взаимовлияния между особями.

Пионерная группировка может быть чистой (одновидовой), так и смешанной (многовидовой). Если условия среды быстро меняются в направлении возрастания суровости (например, грунт высыхает, засоляется и пр.), то число видов, поселившихся на техногенном участке, уменьшается, и смешанная пионерная группировка обедняется и в конце концов может перейти в чистую пионерную группировку.

Простая группировка - следующая стадия развития фитоценоза после пионерной группировки. В такой группировке растительный покров:

- в надземной части не сомкнут, однако растения располагаются значительно теснее, чем в пионерной группировке.

- хорошо заметно взаимовлияние растений.

- обычен групповой характер распределения растений: вокруг особи, давшей семена, развивается ее потомство.

Простые группировки, как и пионерные, могут быть чистыми (одновидовыми) и смешанными (многовидовыми), образованными несколькими видами, и растения в них, в отличие от смешанных пионерных группировок, всегда относятся к одной жизненной форме.

Простые смешанные группировки, существующие весьма длительное время – сообщества однотипных (например, накипных) лишайников на камнях. Простыми группировками обычно представлена бурьянистая стадия залежи.

Сложная группировка – следующая за простой группировкой стадия развития фитоценоза. Она характеризуется следующими признаками:

- видовой состав не вполне постоянен,

- сообщество незамкнутое – новые виды могут легко в него проникать;

- виды распространены еще не диффузно, хотя в скопления особей одного вида могут проникать особи других видов;

- намечаются ярусы;

- взаимное влияние растений становится еще более заметным;

- обычно образована несколькими видами различных жизненным форм.

Стадия замкнутого фитоценоза – следующая стадия развития фитоценоза характеризуется:

- крайне затрудненным проникновением в него новых видов.

- равномерное, не слишком густое распределение особей отдельных видов.

- групповой рост – исключение.

Представлена двумя формами сочетаний растений – фитоценозами зарослей и 2 и более ярусных фитоценозов.

Заросли развиваются в условиях, в которых не может существовать сообщество из большого числа видов: сильная засоленность, сильная сухость, переувлажнение, высокая конкуренция, и т. п. Одноярусны. Ярус образован либо одним видом (чистые заросли), либо несколькими видами (смешанные заросли).

Многоярусный фитоценоз (простой из 2-х ярусов, сложный - из более, чем 2-х ярусов), развивающийся не в столь суровых условиях, как заросли. Это все типы лугов (пойменные, суходольные, залежные), все лесные сообщеста.

Не во всех случаях фитоценоз обязательно проходит последовательно все перечисленные стадии: – пионерная группировка  простая группировка  сложная группировка  заросли или сложный фитоценоз. Этот путь бывает и проще, и сложнее.

г) Стадии в развитии растительного покрова по В.Н. Сукачеву

Выделяют следующие стадии формирования фитоценоза:

1. Отсутствие фитоценоза (соответствует пионерной группировке в начальной стадии ее существования).

2. Открытый фитоценоз (соответствует пионерной группировке в значительной части периода ее существования и простой группировке).

3. Закрытый невыработавшийся фитоценоз (соответствует сложной группировке).

4. Выработавшийся фитоценоз.

БИОГЕОЦЕНОЗЫ: ПОНЯТИЕ, СУЩНОСТЬ

1. Понятие о биогеоценозе

– «... это совокупность на известном протяжении земной поверхности однородных природных явлений (атмосферы, горной породы, растительности, животного мира и мира микроорганизмов, почвы и гидрологических условий), имеющая особую специфику взаимодействий этих слагающих ее компонентов и определенный тип обмена веществ и энергией: между собой и с другими явлениями природы и представляющая собой внутреннее противоречивое единство, находящееся в постоянном движении и развитии …".

Биогеоценоз должен быть однородным по своей истории. Это должно быть достаточно долговременное сложившееся образование. Растительность на участке должна ясно отличаться от растительности смежных площадей и эти отличия должны быть закономерно повторяющимися и экологически объяснимыми.

Примеры биогеоценозов:; злаковый луг в лощине на суглинистых оторфованных почвах, разнотравный луг на высокой пойме реки на пойменной среднесуглинистой почве.

Характерная особенность биогеоценоза заключается в том, что через территорию (или акваторию), занимаемую биогеоценозом, не проходит ни одна существенная биоценотическая, почвенно-геохимическая, геоморфологическая и микроклиматическая граница. Эта особенность и определяет однородность биогеоценоза, биогеоценоз представляет элементарную единицу биосферы; это наименьшая единица, в которой осуществляются в биосфере биогеохимическая работа и вещественно-энергетический круговорот. Ни одна из частей биогеоценоза не в состоянии полностью осуществить этот круговорот.

2. Компонентный состав биогеоценозов

Биоценоз, или биологическое сообщество совокупность совместно обитающих трех компонентов: растительности (фитоценоз), животных (зооценоз) и микроорганизмов (микробоценоз: совокупность микробов, бактерий, простейших). Каждый из компонентов представлен множеством особей разных видов популяцией.

Растения образуют относительно постоянную структуру биоценоза благодаря своей неподвижности, в то время как животные не могут служить структурной основой сообщества. Микроорганизмы, хотя в большинстве и не прикреплены к субстрату, передвигаются с небольшой скоростью; вода и воздух переносят их пассивно на значительные расстояния.

Животные зависят от растений, поскольку не могут строить органическое вещество из неорганического. Некоторые микроорганизмы (как все зеленые, так и ряд не зеленых) в этом отношении автономны, так как способны к построению органического вещества из неорганического за счет энергии солнечных лучей или энергии, выделяемой при химических реакциях окисления.

Микроорганизмы играют большую роль в разложении мертвых органических веществ до минеральных, т. е. в процессе, без которого нормальное существование биоценозов было бы невозможным. В структуре наземных биоценозов значительную роль могут играть почвенные микроорганизмы.

Экотоп - некое "географическое" пространство место жизни биоценоза. Его образуют с одной стороны почва с характерной подпочвой, с лесной подстилкой, а также с тем или иным количеством перегноя (гумуса); с другой – атмосфера с определенной величиной солнечной радиации, с тем или иным количеством свободной влаги, с характерным содержанием в воздухе углекислоты, различных примесей, аэрозолей и т.п., в водных биогеоценозах вместо атмосферы – вода.

Биотоп - это экотоп, преобразованный биоценозом для «себя». Биоценоз и биотоп функционируют в непрерывном единстве. Размеры биоценоза всегда совпадают с границами биотопа, следовательно, с границами биогеоценоза в целом.

3. Свойства биоценозов: саморегуляция и самовоспроизведение

Главными свойствами биоценозов, отличающих их от неживых компонентов является способность продуцировать живое вещество, обладать саморегуляцией и самовоспроизводимостью. В биоценозе отдельные виды, популяции и группы видов могут заменяться соответственно другими без особого ущерба для содружества, а сама система существует за счет уравновешивания сил антагонизма между видами.

Очень важным свойством биогеоценозов, как биологических систем, является их саморегуляция – способность выдерживать высокие нагрузки неблагоприятных внешних воздействий, способность возвращаться в условно исходное состояние после существенных нарушений их структуры .

4. Различия водных и наземных биоценозов

6. Биогеоценоз и экосистема: различия между этими понятиями

Экосистема– «совокупность комплексов организмов с комплексом физических факторов его окружения, т. е. факторов местообитания в широком смысле».

Распространению идеи экосистемы способствовала гибкость самого понятия, так как к экосистемам можно относить биотические сообщества любого масштаба с их средой обитания – от пруда до Мирового океана, и от пня в лесу до тайги в целом.

Понятие экосистемы шире, чем понятие биогеоценоза. Выделяют: микроэкосистемы (подушка лишайника и т. п.); мезоэкосистемы (пруд, озеро, степь и др.); макроэкосистемы (континент, океан) и, наконец, глобальную экосистему, или экосферу – интеграцию, всех экосистем мира (биосфера Земли).

Биогеоценоз занимает среднее положение между микро- и мезоэкосистемой. Всегда надо помнить: биогеоценоз должен занимать участок однородный по рельефу, подстилающей почвообразующей породе, по свойствам почвы, по глубине и режимам грунтовых вод и должен быть однородным по своей истории. Это должно быть достаточно долговременное сложившееся образование. Растительность на участке должна ясно отличаться от растительности смежных площадей и эти отличия должны быть закономерно повторяющимися и экологически объяснимыми.

Таким образом, не каждая экосистема биогеоценоз, но каждый биогеоценоз – экосистема.

7. Фитоценоз и его место в биогеоценозе

Выявление роли каждой популяции и взаимоотношений очень важно для познания законов формирования и сохранения экологического и биологического разнообразия биосферы, но в полном объеме оно под силу высококвалифицированным специалистам в организациях, оснащенных современными приборами и оборудованием. Организация мониторинга экосистем на таком всеобъемлющем уровне была бы очень желательна, но она слишком дорогостояща, трудо- и времеемка. Поэтому главное внимание, как было уже сказано выше, уделяется фитоценозам, которые являются:

1) элементарной единицей растительности; Фитоценозы представляют растительность как таковую, они охватывают все слои растительного покрова, все ярусы, если они выражены.

1) главными приемниками и трансформаторами солнечной энергии,

2) главными поставщиками продукции в биогеоценозе,

3) в их структуре объективно отражаются все процессы, протекающие в биогеоценозе,

4) при этом они легко доступны для изучения непосредственно в природе,

5) для них на протяжении нескольких десятков лет разработаны и разрабатываются эффективные полевые методы исследований и методы камеральной обработки фактических материалов.

АГРОЦЕНОЗЫ

Агроценоз (греч. agros — поле) — это сообщество организмов, обитающих на землях сельскохозяйственного пользования, занятых посевами или посадками культурных растений. Примерами таких экосистем являются поля, огороды, сады, парки, искусственные пастбища, цветники и т. д. Сообщества растений и животных, искусственно создаваемые человеком в морских и пресноводных водоемах, также можно отнести к категории агроценозов.

При создании агроценозов человек применяет комплекс агротехнических приемов: различные способы обработки почвы (вспашка, боронование, дискование и др.), мелиорацию (при избыточном увлажнении почвы), иногда искусственное орошение, посев (посадка) высокоурожайных сортов растений, подкормку, борьбу с сорняками, вредителями и болезнями растений.

Структура агроценоза. Агроценозы, как и любые природные экосистемы, обладают определенным составом организмов (культурные растения, сорняки, насекомые, дождевые черви, мышевидные грызуны и др.) и определенными взаимоотношениями между живыми организмами и условиями среды. Эти взаимоотношения наиболее четко проявляются на уровне трофических связей между организмами.

В агроценозе (например, ржаного поля) складываются те же пищевые цепи, что и в природной экосистеме: продуценты (рожь и сорняки), консументы (насекомые, птицы, полевки, лисы) и редуценты (бактерии, грибы). Обязательным звеном этой пищевой цепи является человек, который своим трудом создает каждый агроценоз и обеспечивает его высокую продуктивность, а затем собирает и использует урожай.

Отличия агроценозов от естественных биогеоценозов. Между естественными и искусственными биогеоценозами наряду со сходством существуют и большие различия, которые важно учитывать в сельскохозяйственной практике.

Первое отличие состоит в разном направлении отбора. В природных экосистемах существует естественный отбор, отвергающий неконкурентоспособные виды и формы организмов и их сообществ в экосистеме и тем самым обеспечивающий ее основное свойство — устойчивость. В агроценозах действует преимущественно искусственный отбор, направленный человеком прежде всего на максимальное повышение урожайности сельскохозяйственных культур. По этой причине экологическая устойчивость агроценозов невелика. Они не способны к саморегуляции и самовозобновлению, подвержены угрозе гибели при массовом размножении вредителей или возбудителей болезней. Поэтому без участия человека, его неустанного внимания и активного вмешательства в их жизнь агроценозы зерновых и овощных культур существуют не более года, многолетних трав — 3—4 года, плодовых культур — 20—30 лет.

Второе отличие — в источнике используемой энергии. Для естественного биогеоценоза единственным источником энергии является Солнце. В то же время агроценозы, помимо солнечной энергии, получают дополнительную энергию, которую затратил человек на производство удобрений, химических средств против сорняков, вредителей и болезней, на орошение или осушение земель и т. д.

Третье отличие сводится к тому, что в агроэкосистемах резко снижено видовое разнообразие живых организмов. На полях обычно культивируют один или несколько видов (сортов) растений, что приводит к значительному обеднению видового состава животных, грибов, бактерий. Кроме того, биологическое однообразие сортов культурных растений, занимающих большие площади (иногда десятки тысяч гектаров), часто является основной причиной их массового уничтожения специализированными насекомыми (например, колорадским жуком) или поражения возбудителями болезней (мучнис-торосяными, ржавчинными, головневыми грибами, фитофторой и др.).

Четвертое отличие состоит в разном балансе питательных элементов. В естественном биогеоценозе первичная продукция растений (урожай) потребляется в многочисленных цепях (сетях) питания и вновь возвращается в систему биологического круговорота в виде углекислого газа, воды и элементов минерального питания.

Агроценозы занимают примерно 10% всей поверхности суши (около 1,2 млрд. га) и дают человечеству около 90% пищевой энергии. Их неоспоримые преимущества по сравнению с естественными экосистемами заключается в неограниченных потенциальных возможностях увеличения продуктивности.

Динамика экосистем

В формирующихся экосистемах на образование вторичной продукции расходуется лишь часть прироста биомассы; в экосистеме происходит накопление органического вещества. Такие экосистемы закономерно сменяются другими типами экосистем. Закономерная смена экосистем на определенной территории называется сукцессия. Пример сукцессии: озеро → зарастающее озеро →болото → торфяник → лес.

Различают следующие формы сукцессий:

– первичные – возникают на ранее незаселенных территориях (например, на незадернованных песках, скалах); биоценозы, первоначально формирующиеся в таких условиях, называются пионерными сообществами;

– вторичные – возникают в нарушенных местообитаниях (например, после пожаров, на вырубках);

– обратимые – возможен возврат к ранее существовавшей экосистеме (например, березняк → гарь → березняк → ельник);

– необратимые – возврат к ранее существовавшей экосистеме невозможен (например, уничтожение реликтовых экосистем; реликтовая экосистема – это экосистема, сохранившаяся от прошлых геологических периодов);

– антропогенные – возникающие под воздействием человеческой деятельности.

Накопление органического вещества и энергии на трофических уровнях приводит к повышению устойчивости экосистемы. В ходе сукцессии в определенных почвенно-климатических условиях формируются окончательные климаксные сообщества. В климаксных сообществах весь прирост биомассы трофического уровня расходуется на образование вторичной продукции. Такие экосистемы могут существовать бесконечно долго.

В деградирующих (зависимых) экосистемах энергетический баланс отрицательный – энергии, поступившей на низшие трофические уровни, недостаточно для функционирования высших трофических уровней. Такие экосистемы неустойчивы и могут существовать только при дополнительных затратах энергии (например, экосистемы населенных пунктов и антропогенных ландшафтов).

СЕЛЕКЦИЯ РАСТЕНИЙ И ЭКОЛОГИЯ

Сорт растений как основа технологии возделывания любой культуры является результатом сложного взаимодействия «генотип–среда», поскольку может реализовать продукционный потенциал и технологические качества только в конкретных средовых условиях. В данном случае под средой имеются в виду как почвенно-климатические, так и технологические условия возделывания. Фактически создание сорта предполагает не только получение и отбор новых генотипов, но и поиск экологической ниши, где этот генотип (генотипы) обеспечит высокую продуктивность, экологическую стабильность и качество продукции как основные цели селекции растений. Таким образом, селекционер, по сути, не изучает и отбирает генотипы как таковые, а оценивает их норму реакции на абиотические, биотические и антропические факторы среды.

Взаимодействие генотипа с отдельными группами факторов давно является предметом исследований генетиков, селекционеров, физиологов, экологов, фитопатологов. Достаточно глубоко изучена природа взаимодействия генотипов растений с абиотическими факторами. Что касается взаимодействия с биотическими факторами, то ряд типов взаимодействия представляет интерес как объект изучения селекционеров.

ГЕНЕТИКО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

Биоценотический уровень: взаимодействие с организмами, подавляющими развитие культурного растения (сорняки, вредители, микроорганизмы-патогены).

Взаимодействие с организмами, способствующими развитию культурного растения.

Селекция конкурентоспособных генотипов для одновидовых посевов.

Селекция на устойчивость к вредителям и патогенам, подавление сорной растительности.

Селекция генотипов, проявляющих повышенный урожай в смесях с другими видами растений; отбор генотипов, вступающих в симбиотические взаимоотношения с почвенной микрофлорой; отбор генотипов, привлекающих насекомых-опылителей и др.

Антропические факторы Внесение дополнительной энергии в агробиоценоз (удобрения, пестициды, регуляторы роста, орошение, обработка почвы, регуляция микроклимата в теплицах и др.).

Создание сортов для технологий с определенным уровнем энергозатрат (интенсивные технологии, традиционные технологии, биологическое земледелие).

Введение

Никакая другая отрасль общественного производства не связана так с использованием природных ресурсов, как сельское хозяйство. Ведь труд земледельца и животновода - эго по существу использование природы, окружающей нас естественной среды для удовлетворения потребностей человека. Сельское хозяйство необходимо рассматривать как огромный, постоянно действующий механизм охраны, культивирования живых природных богатств, и подходить к нему следует еще под одним углом зрения - охраны окружающей среды. Поэтому в условиях аграрного производства использование природных ресурсов и, прежде всего, земли должно сочетаться с мерами по охране окружающей среды. Плоды труда человека на земле - это самая необходимая предпосылка жизни каждого общества, на какой бы ступени развития оно не находилось. В сельском хозяйстве земля выступает не только местом деятельности и территориальной операционной базой, но и, прежде всего, служит в качестве орудия и главного средства производства.

Актуальность проблемы охраны окружающей среды в сельском хозяйстве усиливается в современных условиях в связи с процессами загрязнения природных ресурсов, используемых в аграрном производстве, промышленными, строительными и другими несельскохозяйственными предприятиями. Эти загрязнения ведут к снижению плодородия почв и их продуктивности, ухудшению качества вод, атмосферы, наносят ущерб растениеводству и животноводству, что влечет недополучение сельскохозяйственной продукции и ухудшение ее качества. Экологические проблемы сегодня являются одними из наиболее важных и глобальных. Поэтому тема работы важна и актуальна.

В работе встречается термин "адаптивно-ландшафтные системы земледелия" (АЛСЗ). Они предусматривают приспособляемость производства продукции к различным элементам агроландшафта, формам хозяйствования и материальным ресурсам, на основании достижений науки и техники, с учетом решения экологических проблем сельскохозяйственного производства и ресурсосбережения.

1. Современное состояние и эколого- экономических проблем в сельскохозяйственном производстве

Тысячелетиями считалось, что сельское хозяйство является другом природы. Оно ближе к природе по своей сущности, широко использует силы природы непосредственно в производственном процессе и, казалось бы, более других отраслей экономики заинтересовано в том, чтобы природа была чистой, живой, плодотворной. Но в прошедшем столетии за короткий срок положение изменилось коренным образом. В результате внедрения в сельское хозяйство индустриальных методов производства изменилось соотношение сил между природой и сельскохозяйственной отраслью экономики. Применение сложной и тяжелой машинной техники, химизация и мелиорация земель, концентрация производства, особенно в животноводстве, сделали природ} весьма уязвимой перед лицом современного сельскохозяйственного производителя.

В современных условиях развития сельского хозяйства его отрицательное воздействие на природу во многих случаях становится более серьезным, чем влияние других отраслей общественного производства. Именно с развитием сельского хозяйства связаны рост дефицитности водных ресурсов на обширных территориях нашей страны, уменьшение видового разнообразия растительного и животного мира, засоление, заболачивание и истощение почв, накопление в почве и воде ряда особо стойких и опасных загрязнителей природной среды.

Традиционно считалось, что основными нарушителями природного равновесия являются промышленность и транспорт, а возможное вредное влияние сельского хозяйства на окружающую среду недооценивалось. Однако еще в 60-х годах на первое место по загрязнению выдвинулось сельское хозяйство. Это связано с двумя обстоятельствами. Первое - это строительство животноводческих ферм и комплексов, отсутствии какой-либо очистки образующихся навозосодержащих отходов и их утилизации; и второе - нарушение норм и правил применения минеральных удобрений и ядохимикатов, которые вместе с дождевыми потоками и подземными водами попадают в реки и озера, нанося серьезный ущерб бассейнам крупных рек, их рыбным запасам и растительности. Поэтому в сфере общественного производства серьезным источником загрязнения окружающей среды, наряду с промышленностью и транспортом, становится и сельское хозяйство.

Эффективность сельскохозяйственного производства, темпы его роста зависят от состояния почв, а также от правильной организации мероприятий по их охране. Однако в настоящее время состояние земель Российской Федерации, находящихся в сфере сельскохозяйственной деятельности, остается неудовлетворительным. Проводимые в стране преобразования земельных отношений, отразившись на динамике структуры земельного фонда, не привели к улучшению использования земель, снижению неблагоприятных антропогенных воздействий на почвенный покров, вызывающих процессы деградации почв сельскохозяйственных и иных угодий или способствующих их развитию.

В составе сельскохозяйственных угодий России более 116 млн. га занимают эрозионно-опасные и подверженные водной и ветровой эрозии земли, в том числе эродированные (53,6 млн. га). Каждый третий гектар пашни и пастбищ является эродированным и нуждается в осуществлении мер зашиты от деградационных процессов[1].

В последние годы площадь земель сельскохозяйственного назначения сократилась на 7,9 млн. га. В структуре сельскохозяйственных угодий сохраняется устойчивая тенденция к сокращению площади пашни и росту за счет этого площади залежных земель. Утрата значительных площадей продуктивных сельскохозяйственных угодий обусловлена в основном недостатками их хозяйственного использования, сложной экономической ситуацией, не позволяющей в полной мере осуществлять работы по сохранению и повышению плодородия почв и улучшению культуртехнического состояния земель, а также продолжающимся их изъятием для несельскохозяйственных нужд.

Из сферы сельскохозяйственного производства в результате деградации, перевода под другие виды использования исключались площади наиболее ценных земель, а взамен выбывших в сельскохозяйственный оборот включались преимущественно земли низкого продуктивного потенциала. Оценить в каких-либо натуральных или стоимостных показателях масштабы потерь для сельскохозяйственного производства наиболее ценных в природно-хозяйственном отношении земель не представляется возможным, поскольку в официальную статистическую отчетность не включаются сведения о почвенном покрове этих земель. Особую тревогу вызывает состояние мелиорированных земель. Сохраняется тенденция роста земель с неблагоприятной мелиоративной обстановкой и снижения их продуктивности.

Однако потенциальные возможности увеличения сельскохозяйственного производства за счет освоения пригодных для сельского хозяйства земель значительно уменьшаются. В современных условиях, как свидетельствует статистика, происходит постоянное сокращение сельскохозяйственных земель и особенно пашни на душу населения. Обострение данной проблемы связано с тем, что развитие научно-технического прогресса сопровождается чрезмерным использованием сельскохозяйственных земель, в том числе почв, под строительство промышленных и других объектов, для нужд транспорта и других несельскохозяйственных целей. Тенденция сокращения площади сельскохозяйственных угодий имеет глобальный характер.

Ухудшение качественного состояния земли - явление тревожное и трудноустранимое. Разрушение плодородного почвенного слоя, истощение, заболачивание, загрязнение, засоление земель, зарастание их сорняками, неправильная распашка в условиях ветровой и водной эрозии могут не только надолго вывести землю из - сельскохозяйственного оборота, но и нарушить длительные экологические связи, изменить водный баланс, привести к уничтожению животного мира, истощению лесов, опустыниванию, а в больших масштабах и в перспективе - к частичному изменению климата. Все это вызывает необходимость рационального использования и особой охраны земель, предоставленных для нужд сельского хозяйства, а также предназначенных и вообще пригодных для этих целей.

Агропромышленный комплекс в современных условиях продолжает быть основным загрязнителем земель и других элементов окружающей среды: отходы и сточные воды животноводческих комплексов, ферм и птицефабрик, использование ядохимикатов и пестицидов, перерабатывающая промышленность, ослабление производственной и технологической дисциплины, трудности осуществления контроля на сельскохозяйственных объектах, разбросанных на обширных территориях, - все это приводит к тому, что состояние земли и всей окружающей среды в сельской местности, согласно государственным докладам об охране окружающей среды, остается тревожным, ряд регионов обладают признаками зон чрезвычайной экологической ситуации или экологического бедствия.

Развитие животноводства на промышленной основе, создание прочной кормовой базы, расширение отгонных пастбищ, большая концентрация поголовья скота на ограниченной площади, изменение традиционных форм его содержания обусловливают необходимость использования большого количества воды из рек, озер и других водных объектов, что оказывает существенное влияние на состояние самих водоемов и окружающей среды в целом. Как известно, промышленное животноводство - один из самых крупных водопотребителей. Например, на производство 1 м3 молока требуется 5 м3 воды, 1 тонны мяса - 20 тыс. м3.

Санитарно-гигиенические условия на фермах также в основном поддерживаются с помощью воды: для мытья животных, очистки помещений и их дезинфекций, подготовки кормов, мытья посуды и аппаратуры, гидросмыва навоза и т.д. Количество стоков животноводческих комплексов составляет от 250 до 3000 тонн в сутки (от 90 тыс. до 1 млн. тонн в год). Вместе с тем с возрастанием потребления воды для нужд животноводства увеличивается сброс навозосодержащих сточных вод в водоемы, в результате чего они загрязняются и утрачивают свои полезные свойства. Даже сброс небольших доз неочищенных навозосодержащих сточных вод от животноводческих ферм и комплексов вызывает массовые заморы рыбы и причиняет значительный экономический ущерб. Поэтому интенсивное и разностороннее воздействие сельского хозяйства на окружающую среду объясняется не только растущим потреблением природных ресурсов, необходимых для непрерывного роста аграрного производства, но и образованием значительных отходов и сточных вод от животноводческих ферм, комплексов, птицефабрик и других сельскохозяйственных объектов.

Крупные животноводческие комплексы и птицефабрики в современных условиях остаются самыми вредными загрязнителями окружающей среды. Общий объем отбросов животноводства в крупных странах измеряется миллиардами тонн. На скотооткормочной площадке, где, например, 10 тыс. голов скота, ежедневно накапливается до 200 тонн навоза. Например, один только свиноводческий комплекс на 100 тыс. голов или комплекс крупного рогатого скота на 35 тыс. голов могут дать загрязнение, равное загрязнению окружающей среды, производимому крупным промышленным центром с населением 400-500 тыс. человек.

Осуществляемые преобразования, изменение форм собственности и хозяйствования в агропромышленном комплексе не сопровождались в последние годы расширением применения природоохранных и ресурсосберегающих технологий. В результате основные показатели, характеризующие воздействие отрасли на окружающую среду, за последние годы существенно не улучшились, экологическая обстановка в ряде регионов остается неблагополучной, а загрязнение окружающей среды - высоким.

За последние годы сокращение поголовья скота и птицы несколько снизило негативное влияние животноводства на окружающую среду. В результате сокращения поголовья скота объем стоков от животноводческих комплексов и птицефабрик уменьшился более чем на 50 млн. тонн или на 12%. Практически без очистки сбрасываются сточные воды животноводческих комплексов и других сельскохозяйственных объектов. Большинство очистных сооружений (78,5%) не отвечают нормативным требованиям. Неэффективная работа очистных сооружений обусловлена устаревшими технологиями очистки сточных вод и изношенностью оборудования.

Предприятиями сельского хозяйства выброшено в атмосферу более 25,58 тыс. тонн загрязняющих веществ. Химическому и биологическому загрязнению атмосферного воздуха в значительной мере способствуют также недостаточно отработанные технологии на промышленно-животноводческих комплексах и птицефабриках. Источниками загрязнения атмосферы являются помещения для содержания скота, откормочные площадки, навозохранилища, биологические пруды, пруды-накопители сточных вод, поля фильтрации, поля орошения. В зоне животноводческих комплексов и птицефабрик атмосферный воздух загрязнен микроорганизмами, пылью, аммиаком и другими продуктами жизнедеятельности животных, часто обладающими неприятными запахами (свыше 45 различных веществ). Эти запахи могут распространяться на значительном расстоянии (до 10 км), особенно от свинокомплексов.

Значительное место в загрязнении окружающей среды в сельском хозяйстве в настоящее время принадлежит химическим соединениям и препаратам, используемым для борьбы с различными вредителями, болезнями и сорняками в сельском хозяйстве. Применение минеральных удобрений и химических средств защиты растений в целях повышения урожайности сельскохозяйственных культур заострили экологическую проблему. Агрохимизация, в отличие от загрязнения природы отходами промышленного производства, является целенаправленной деятельностью.

Удобрения и пестициды через почву загрязняют продукты питания, что сказывается на здоровье человека. Это в конечном итоге сказывается на состоянии окружающей среды в целом и представляет потенциальную опасность для здоровья людей. Сокращение поставок и объемов применения пестицидов в последние годы привело к существенному снижению загрязнения ими водоисточников, почв и растениеводческой продукции. Однако потенциальную угрозу для окружающей среды представляют запрещенные, непригодные для дальнейшего использования пестициды, объекты хранения и применения ядохимикатов. Складские помещения, используемые для хранения ядохимикатов, в том числе и запрещенных к применению, зачастую находятся в аварийном состоянии либо не приспособлены для этих целей. Свыше 30% хозяйств в Российской Федерации не располагают специализированными площадками для заправки техники, протравливания семян и мойки транспортных средств. Особую опасность представляет загрязнение окружающей среды в результате нарушения правил хранения, транспортировки и применения минеральных удобрений и пестицидов.

2. Образование и размещение отходов сельскохозяйственного производства

Проблемой в сельскохозяйственном производстве остаются вопросы складирования, хранения, обезвреживания, утилизации или захоронения пришедших в негодность ядохимикатов. Масса их составляет более одной тонны, состояние хранения оценивается как неудовлетворительное, представляя угрозу загрязнения окружающей среды, гибели животных и растений.

Последние годы в сельскохозяйственных предприятиях Ростовской области сложились крайне неудовлетворительные условия хранения средств защиты растений. В результате проводимой реорганизации крупных сельскохозяйственных предприятий происходит обвальное разрушение складской базы; многие склады не имеют юридического владельца, и пришли в полную негодность. Финансовый кризис сельхозпроизводителей не позволяет им не только вести строительство новых складских помещений, но и производить ремонтно-восстановительные работы в старых складах.

Состояние хранения средств химизации в большинстве случаев оценивается как неудовлетворительное и с каждым годом ухудшается. Отмечены факты хранения средств химизации в приспособленных помещениях, расположенных в зонах населенных пунктов, водоохранных зонах, зонах затопления. Санитарно-экологические паспорта на хранение средств химизации имеет незначительная часть землепользователей. Наибольшую остроту имеет проблема утилизации пришедших в негодность и запрещённых к применению в сельскохозяйственном производстве пестицидов. По данным инвентаризации, проведенной государственными контролирующими службами, в Ростовской области, их количество составило 1,184 тыс. тонн. Наибольшую опасность для здоровья населения и объектов окружающей среды представляют хлорорганические и фосфорорганические инсектициды, ртутьсодержащий протравитель гранозан, и ряд персистентных гербицидов. Их утилизация или захоронение в регионе пока не находит приемлемого решения с учетом разумного баланса финансовой и экологической сторон проблемы.

С 1977 года в районе г. Батайска Ростовской области организован региональный пункт подземного опытно-промышленного захоронения пришедших в негодность пестицидных препаратов. Было загружено свыше 1500 тонн пришедших в негодность ядохимикатов и тары из-под них от объединений "Сельхозтехника" Ростовской области, Краснодарского, Ставропольского краев, Калмыкии. Захоронение произведено в 12 подземных полостей, выполненных методом камуфлетных взрывов. Согласно техно-рабочему проекту предусмотрено проведение химико-токсикологического контроля за миграцией ядохимикатов из полостей, с оборудованием наблюдательных скважин, которые необходимо бурить через 1, 3, 5, 15 и т.д. лет. Однако такие исследования токсикологическими подразделениями объединения "Сельхозтехника" и ее правопреемником объединением "Донагропромхимия" никогда не проводились. Поэтому данный объект можно рассматривать как потенциально опасный для окружающей природной среды и здоровья населения.

Другой проблемой сельскохозяйственного производства являются отходы животноводства.

Количество образующихся отходов животноводства ежегодно уменьшается ввиду значительного сокращения поголовья животноводческих комплексов, однако проблемы в сфере обращения с отходами животноводства не утратили остроту за счёт неорганизованно размещаемых отходов мелких фермерских и личных хозяйств.

3. Экологическая проблема, вызванная применением ядохимикатов для борьбы с вредителями и загрязнение окружающей среды

С древних времен человек разрушал естественные экосистемы и заменял их искусственными сельскохозяйственными (агроценозами), но, стремясь получить наибольшую продукцию, часто не учитывал истощаемость и неустойчивость - этих систем. После богатых урожаев первых лет почва быстро деградировала, поля становились бесплодными.

Известно, что для поддержания высокой продуктивности агроценозов приходится затрачивать много средств и энергии на обработку почв, удобрения, орошение, борьбу с вредителями и выполнение других условий современной агротехники. Подсчитано, что в современном сельском хозяйстве для увеличения урожайности зерновых культур в 2 раза необходимо увеличить в 10 раз внесение удобрений, ядохимикатов и мощности сельскохозяйственной техники. При этом неизбежно возрастет степень загрязнения среды.

В сельском хозяйстве возникла еще одна очень острая экологическая проблема, вызванная применением ядохимикатов для борьбы с вредителями. Без применения химических средств защиты современное сельское хозяйство обойтись не может. Но, как выяснилось, ядохимикаты отравляют не только вредителей, но и их врагов - полезных человеку насекомых, птиц и других животных, подавляют рост и фотосинтез растений, т, е. нарушают в большей или меньшей мере (в зависимости от масштабов и методов их использования) всю экосистему в целом. Кроме того, попадая с продуктами в пищу человека, медленно отравляют и его. Возникла проблема проведения борьбы с вредителями сельского хозяйства методами, безопасными для человека. Следует в первую очередь отказаться от использования стойких ядохимикатов, что уже сделано в нашей стране по отношению к такому препарату, как ДДТ.

Вопрос усложняется еще и тем, что у вредителей благодаря их высокой численности очень быстро в процессе естественного отбора возникают ядоустойчивые расы, и нужно все начинать сначала: синтезировать новые яды, испытывать их, вводить в производство и т.д. И надо сказать, что в этом соревновании химиков и насекомых побеждают пока последние.

Решить эту проблему помогает экология. Речь идет о применении биологических методов борьбы с вредителями сельского и лесного хозяйства. Кроме давно известных методов привлечения на поля, в сады и парки птиц-энтомофагов, оказалось возможным включить в состав агроценозов насекомых-хищников или насекомых-паразитов, питающихся вредителями.

Уже существует довольно большой список их живых заменителей ядохимикатов, ведутся обширные исследования в этой области. Из отряда перепончатокрылых прекрасно оправдал себя афелинус - паразит кровяной тли - опасного врага садоводства. Другой представитель этого же отряда - маленькая трихограмма (длина ее тела менее 3 мм) - уничтожает лугового мотылька, капустную и хлопковую совку и других опасных вредителей. Ее личинки питаются яйцами этих насекомых. Для размножения трихограммы созданы специальные биофабрики, разработаны методы ее внесения в культуры. В странах СНГ трихограмму успешно применяли на площади свыше 10 млн. га.

Ряд экологических проблем сельскохозяйственного производства связан с загрязнением окружающей среды. Так, установлено, что около 60% вносимых в почву удобрений вымываются из нее и поступают в водоемы - реки, водохранилища. В них же поступают, часто без очистки или плохо очищенные, стоки животноводческих комплексов, птицефабрик и ферм. В результате происходит чрезмерное обогащение водоемов азотом и фосфором, которые вместо того, чтобы повышать урожай сельскохозяйственных культур, вызывают бурное развитие микроскопических водорослей, называемое "цветение воды", - процесс, характеризующийся отмиранием и разложением этой избыточной биомассы и ухудшением качества воды. Несмотря на интенсивно ведущиеся исследования, эффективных и надежных мер борьбы с цветением водоемов пока не разработано. Очевидно, основные меры здесь должны сводиться к предупреждению смыва удобрений и загрязнения водоемов.

4. Оценка эколого-экономического ущерба в сельскохозяйственном производстве

Экологические мероприятия, как и материальное производство, должны приобрести экономическую оценку. В связи с этим возникла конкретная задача оценки размеров деградационных процессов в ценовом выражении в системе земледелия. Экономическим критерием экологических мер может служить величина предотвращенного ущерба.

Эколого-экономический ущерб показывает фактические или возможные убытки, причиняемые природному потенциалу территории в результате ухудшения состояния окружающей среды, и зависит от многих факторов.

Ведение адаптивно-ландшафтных систем земледелия становится экономически целесообразным при условии, что выручка от реализованной продукции будет не меньше затрат на возделывание выращиваемых культур и возмещение эколого-экономического ущерба. Таким образом, условия оценки целесообразности ведения полеводства следующие:

Vпр × Цпр ≥ Звоз + Уээ, (1)

где Vпр - объем произведенной продукции, т, ц;

Цпр - цена продукции, руб.;

З воз - затраты на возделывание технологических культур, руб.;

Уээ - эколого-экономический ущерб от потерь почвенного плодородия при ведении сельскохозяйственного производства, руб.

Разрушение почв может происходить вследствие различных воздействий сельскохозяйственных технологий и техники (см. рисунок 1).

Рисунок 1. – Причины разрушения почв

В качестве наиболее опасных с учетом механизации выделяют три воздействия:

1. применение химических средств и ядохимикатов;

2. увеличение животноводческих стоков, выброс вредных газов в атмосферу из животноводческих помещений;

3. отрицательное воздействие самого машинного земледелия на почву и окружающую среду.

Размер удельного эколого-экономического ущерба от утраченного плодородия почвы определяем по формуле:

Уээi = Зпп + Пнед + Зхз + Х, (2)

где Зпп - сумма затрат, необходимых для восстановления утраченного плодородия почвы, руб.;

Пнед - стоимость сельскохозяйственной продукции, недополученной из-за снижения плодородия почвы от уплотнения пахотного слоя движителем, руб.;

Зхз - затраты на устранение последствий химического загрязнения почвы, руб.;

Х - стоимость прочих неучтённых факторов, требующих возмещения, руб.

Количество лимитирующих факторов устойчивого развития аграрного производства значительно больше, поэтому включённые в данную формулу элементы затрат по возмещению ущерба не могут считаться окончательными и по мере развития научного знания будут дополняться.

Предприятие, предвидя наносимый в результате производства ущерб, может или предотвратить его, затрачивая средства на проведение природоохранных мероприятий, в результате чего увеличивается себестоимость произведенной продукции, или возместить уже нанесенный окружающей среде ущерб, тем самым уменьшая полученную прибыль. Второй вариант более затратный. Учитывая данный подход, товаропроизводитель сам выберет наиболее приемлемый для него вариант решения.

Для полной картины необходимо определение эколого-экономической эффективности сельскохозяйственного производства, которая выявляется с учетом оценки эколого-экономического ущерба и эколого-экономического эффекта.

С учетом принятого производителем решения формула уровня рентабельности производства, по нашему мнению, должна выглядеть следующим образом:

а) если товаропроизводитель хочет предотвратить предполагаемый ущерб:

(3)

б) если производитель готов нести затраты по устранению нанесенного ущерба

(4)

где Рээ - уровень рентабельности производства с учетом эколого-экономического ущерба,%;

П - прибыль предприятия от реализации продукции, руб.;

Уээ - эколого-экономический ущерб, руб.;

Ск - себестоимость коммерческая (полная), руб.

При оценке экономической эффективности базовых технологий возделывания культур во Владимирском Ополье учеными Владимирского НИИСХ[2] были рассчитаны экономические результаты производственной деятельности по основным сельскохозяйственным культурам. В качестве примера предлагаем рассмотреть показатели экономической эффективности возделывания картофеля на серых лесных почвах с учетом ущерба от смыва и минерализации гумуса (табл.1) и при различных уровнях интенсификации (табл.2).

Таблица 1. Показатели экономической эффективности возделывания картофеля на серых лесных почвах при разных классах деградации почв

Показатель	Класс деградации
	0	I	II	III	IV	V
1. Урожайность, т/га	13,7	17,4	13,0	12,5	9,5	-
2. Стоимость полученной продукции, руб. /га	61 650	78 300	58 500	56 250	42 750	-
3. Технологические затраты, руб. /га	23 820	23 989	23 788	23 765	23 628	-
4. Условный чистый доход, руб. /га	37 830	54 311	34 712	32 485	19 122	-
5. Эколого-экономический ущерб (Уээ), руб. /га	2534	2736	2420	2430	1977	-
6. Уровень рентабельности,%	159	226	146	137	81	-
7. Уровень рентабельности с учетом Уээ,%	148	215	136	126	73	-

Таблица 2. Показатели экономической эффективности возделывания картофеля на серых лесных почвах при разных уровнях интенсификации

Показатель	Уровень интенсификации
	А	Б	В
1. Урожайность, т/га	7,97	13,0	14,4
2. Стоимость полученной продукции, руб. /га	35 068	58 500	74 905
3. Технологические затраты, руб. /га	20 432	23 788	23 860
4. Условный чистый доход, руб. /га	14 636	34 712	51 045
5. Эколого-экономический ущерб (Уээ), руб. /га	2420	2420	2420
6. Уровень рентабельности без учета Уээ,%	72	146	214
7. Уровень рентабельности с учетом предотвращенного Уээ,%	64	132	194
8. Уровень рентабельности с учетом нанесенного Уээ,%	60	136	204

Уровень интенсификации производства, безусловно, оказывает влияние на его результаты. Применение интенсивных технологий позволяет получить большую урожайность, а следовательно, и большую стоимость полученной продукции.

Данные табл.2 свидетельствуют об увеличении уровня рентабельности производства с ростом его интенсивности. Учет эколого-экономического ущерба снижает эффективность возделывания культур. При применении экстенсивной технологии экономически целесообразнее предотвратить ущерб, что позволит получить уровень рентабельности 64%. Для нормального и интенсивного уровней интенсификации производства выгоднее возместить нанесенный экологический ущерб, при этом уровень рентабельности составит соответственно 136 и 204%.

Результаты исследования могут применяться как для оценки эколого-экономического ущерба конкретного поля и агроландшафта, так и для крупных регионов России согласно административно-экономическому делению.

Охрана гидросферы

Характеристика гидроресурсов и сточных вод

Гидросфера - это совокупность океанов, морей, озер, прудов, болот и подземных вод, т.е. водная оболочка Земли.

Гидросфера - самая тонкая оболочка нашей планеты, составляющая лишь 10-3% общей массы Земли. Около 80% - это морская вода, содержащая до 35 г/л солей. По подсчетам ученых количество пресной воды составляет всего 2,5% от всей воды на планете. При этом запасы пресной воды распределены крайне неравномерно: 72,2% - льды; 22,4% - грунтовые воды; 0,35% - вода в атмосфере; 5,05% - устойчивый сток рек и озер. На долю воды. которую мы можем использовать, приходится всего лишь 10-2% от всей воды, имеющейся на Земле.

По содержанию солей вода делится на

· пресную (менее 1 г/л),

· засоленную (до 25 г/л),

· соленую (более 25 г/л).

В океанской воде содержится около 35 г/л различных солей, в воде Балтийского моря - от 8 до 16 г/л, в воде Каспийского моря - от 11 до 13 г/л, а в воде Черного моря - от 17 до 22 г/л. В пресной воде содержание солей обычно составляет 300-450 мг/л, а в питьевой - 380 мг/л.

Роль воды во всех жизненных процессах общепризнанна. Растения содержат до 80% воды. Без воды человек может жить всего лишь 8 суток.

В России в настоящее время сложилась следующая структура водопользования: более 50% от суммарного забора воды расходуется на нужды различных видов промышленности, около 20% воды расходуется на орошение и сельскохозяйственное водоснабжение, на хозяйственно-питьевые нужды - около 15%, оставшееся количество - на прочие нужды.

Вода необходима практически всем отраслям промышленности. Так, в энергетике на электростанциях мощностью 300 тыс. кВт расход воды составляет 300 млн. тонн в год.

Производство 1 т чугуна требует 50-150 т воды, меди - 500, пластмасс - 500-1000, каучука - 2000-3000, цемента - 4500, бумаги - 100000 тонн воды, одной банки консервов - 40 л воды.

Для всех указанных производств необходима только пресная вода.

В сельском хозяйстве вода идет на обслуживание животноводческих комплексов, но основная часть расходуется на орошение. Так, для выращивания 1 т пшеницы требуется 1500 т воды, риса - 7000, хлопка - 10000.

Хозяйственная деятельность человека привела к заметному сокращению количества воды в пресных водоемах суши: заметно мелеют водоемы, исчезают малые реки, высыхают колодцы, снижается уровень грунтовых вод. Снижение уровня грунтовых вод уменьшает урожайность окрестных хозяйств.

Серьезные проблемы, связанные с хозяйственной деятельностью человека, встают и перед более крупными водными объектами. Например:

§ проблема Каспия - хищническое истребление ценнейших пород осетровых рыб. При этом разведение молоди осетровых, т.е. восстановление их популяции ведется только рыбными хозяйствами России и в небольшом объеме - Азербайджаном, а остальные страны СНГ - только потребители;

§ проблема Азовского моря - увеличение концентрации солей. За послевоенные годы его засоленность увеличилась почти в 2 раза. Организмы, служащие пищей для рыбы, погибают. Это вызывает снижение возможности рыболовства на Азовском море;

§ проблема озера Байкал - использование воды минимальной минерализации, содержащей менее 100 мг/л солей, для получения целлюлозы по финской технологии. После строительства в 60-х годах целлюлозно-бумажного комбината в городе Байкальске Байкал стал загрязняться. Против строительства выступали только ученые, но к ним никто не прислушался. В озере Байкал обитают несколько сот эндаминореликтов - редких видов биоты, которых нет в других водоемах. С запозданием создали комиссию, которая разработала уникальные очистные сооружения, стоимость которых составила 30% от стоимости основных фондов производства. В настоящее время качество вод, идущих на сброс при условии нормальной работы комбината, находится на уровне питьевой воды, но для Байкала этого все равно недостаточно. Началась кампания в прессе по защите Байкала, которая ведется до сих пор, а комбинат продолжает работать.

Увеличение солесодержания природных вод приводит к их деградации. Количество минеральных солей в водах постоянно растет даже в такой большой водной системе, как бассейн реки Волга с ее притоками Камой и Окой. Огромный вклад в минерализацию воды осуществляет сброс промышленных стоков. По данным за 1996 год объем промышленных стоков в России был равен стоку такой большой реки как Кубань. Так, в Каму поступают промышленные стоки с минерализацией 1,5-5,0 г/л. В некоторых небольших реках, например в Северном Донце, вода уже не пресная, а соленая. Средняя минерализация рек Украины составляет 2-3 г/л. В настоящее время многие реки Урала уже не могут быть использованы как источники водоснабжения. Основной причиной засоленности воды является истребление лесов, распашка степей, выпас скота. Вода не задерживается в почве, не увлажняет ее, не пополняет почвенные источники, а скатывается через реки в моря. Одной из мер, принятых в последнее время для снижения засоленности рек, является посадка лесов, предпринимаемая, например, в Саратовской области.

Громаден объем сброса дренажных вод. В последние годы он составляет 25-35 км³. Системы орошения обычно потребляют воду объемом 1-2 тыс. м³/га, а ее минерализация достигает 20 г/л.

Постоянно растет уровень загрязнения поверхностных водных объектов. К основным нарушениям относятся неудовлетворительная эксплуатация и плохое состояние водоочистного оборудования, отсутствие разрешения на специальное водопользование, сброс сточных вод с превышением нормативных показателей, участившиеся случаи аварийных и залповых выбросов сточных вод и т.д. По современным данным на территории России сложилась следующая картина загрязнения поверхностных водных объектов: количество условно чистых водоемов (фоновых) составляет 12% от обследованных водных объектов, количество умеренно загрязненных - 32%, остальные 56% - загрязненные водные объекты.

В зависимости от условий образования сточные воды делятся на три группы:

1. Бытовые сточные воды - стоки душевых, прачечных, бань, столовых, туалетов и т.д. Их количество в среднем составляет 0,5-2 л/с с 1 га жилой застройки.

2. Атмосферные или ливневые сточные воды. Их сток неравномерен: 1 раз в год - 100-150 л/с с 1 га; 1 раз в 10 лет - 200-300 л/с с 1 га. Особенно опасны ливневые стоки на промышленных предприятиях. Из-за их неравномерности затруднены их сбор и очистка.

3. Промышленные сточные воды - жидкие отходы, которые возникают при добыче и переработке сырья.

Основные характеристики сточных вод, влияющих на состояние водоемов:

а) температура, °С;

б) минералогический состав примесей;

в) содержание кислорода, мг/л;

г) кислотность, рН;

д) концентрация вредных примесей, мг/л.

Особенно большое значение для процессов самоочищения водоемов имеет кислородный режим водоемов.

Условия спуска производственных сточных вод регламентируются специальными правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами.

Сточные воды характеризуются следующими признаками:

1) мутность (мг/л) - определяется с помощью мутномера, в котором исследуемую воду сравнивают с эталонным раствором;

2) цветность - определяется путем сравнения интенсивности окраски испытуемой воды со стандартной шкалой, выражается в градусах цветности. В качестве стандартного раствора применяют раствор солей свинца и кобальта;

3) сухой остаток (мг/л) - это масса солей и веществ, которые остаются после выпаривания воды;

4) кислотность (рН), природная вода обычно имеет щелочную реакцию среды;

5) жесткость (мг-экв/л солей Ca⁺² и Mg⁺² или градусы жесткости);

6) растворимый кислород (мг/л). Содержание его в воде зависит от температуры воды и от барометрического давления;

7) ХПК (мг O₂/л);

8) БПК (мг O₂/л).

По СНИП БПК в воде природных водоемов не должна превышать 3-6 мг/л. В сточных водах БПК составляет от 200 до 3000 мг/л, поэтому при сбросе сточных вод в водоемы необходимо их чистить или сильно разбавлять.

Количество загрязняющих веществ, сброшенных в водоемы города Москвы в 1992-1996 гг., представлено в табл. 4.

Таблица 4 

Количество загрязняющих веществ, сброшенных в водоемы г. Москвы в 1992-1996 гг.

Загрязнитель(показатель загрязнения)	Масса сброса загрязнителя, 1000 т
	1992	1993	1994	1995	1996
Нефтепродукты	2,335	2,119	1,675	1,56	0,66
СПАВ	0,200	0,421	0,338	0,39	0,428
Железо	0,658	0,554	0,557	0,57	0,758
Медь	0,095	0,059	0,054	0,059	0,046
Цинк	0,608	0,154	0,217	0,160	0,206
Никель	0,084	0,062	0,037	0,036	0,043
Хром	0,230	0,224	0,124	0,072	0,020
Нитраты	10,745	24,206	20,850	51,503	63,609
Алюминий	0,0004	0,083	0,220	0,16	0,094
Нитриты	0,735	2,04	2,12	2,56	5,212
БПK	17,58	23,66	23,40	22,66	22,14
Взвешенные вещества	27,670	24,010	24,612	24,03	23,13
Сульфаты	128,2	116,1	110,5	108,28	111,42
Азот аммонийный	28,88	17,99	17,72	14,1721	13,552
Хлориды	232,00	185,70	164,49	46,89	144,58
Сухой осадок	1101,00	991,00	958,17	942,31	915,37
Фенол	—	—	—	—	0,004
Фосфор общий	—	—	—	—	2,626
Сероводород	—	—	—	—	0,460
Фтор	—	—	—	—	0,00029
Свинец	—	—	—	—	0,099
Марганец	—	—	—	—	0,212
ИТОГО:	3102,04	2776,56	2649,17	2541,71	1304,881

Концентрации некоторых загрязнителей во многих водоемах России превышают установленные ПДК. Особенно отмечается превышение нормативов по нефтепродуктам, органическим веществам, аммонийному азоту, соединениям меди и цинка.

Качество сбрасываемых сточных вод в водоемы оказывает существенное влияние на сложные экосистемы водоемов. Эти экосистемы создавались в течение длительной эволюции. Водоемы являются не просто емкостями для разбавления воды и усреднения ее по качеству. В них непрерывно протекает процесс изменения состава примесей, приближающийся к состоянию равновесия. В естественных водоемах развиваются различные животные и растительные организмы: бактерии, грибы, водоросли и т.д. Эти организмы образуют сообщества, находящиеся в определенном динамическом равновесии, свойственном для данных экологических условий. Спуск в водоемы сточных вод приводит к изменению условий среды и биологического состава.

В разложении органических веществ участвуют различные группы организмов, главным образом бактерии. В результате сложных биохимических процессов углеводы, жиры и белки разлагаются на более простые соединения. Конечными продуктами являются минеральные соли (нитриты, фосфаты, сульфаты), газы (водород, сероводород, углекислый газ) и вода. Эти соединения поглощают водоросли, высшие растения и простейшие организмы. Мелкие организмы поедают рыбы, рыба служит пищей для человека. Так замыкается круг биологических изменений, связанных с самоочищением водоемов. Если разложение органических веществ происходит полностью, то в водоеме устанавливается равновесие, результатом которого является чистая вода.

Самым важным условием, необходимым для самоочищения водоема, является наличие в воде водоема растворенного кислорода. Если кислорода в воде недостаточно, то высшие организмы погибают. В результате органические соединения вместо окисления подвергаются анаэробному разложению с выделением H₂S, CH₄, CO₂ и H₂, создающих вторичное загрязнение водоема.

Значительные отклонения от состояния равновесия ведут к гибели отдельных популяций и экосистем водоемов в целом.

Процессами самоочищения водоемов называют процессы, связанные с возвращением экосистем водоемов в первоначальное состояние.

К важнейшим процессам самоочищения водоемов относятся:

1) осаждение грубодисперсных и коагуляция коллоидных примесей;

2) окисление (минерализация) органических примесей;

3) окисление минеральных примесей кислородом;

4) нейтрализация кислот и оснований за счет буферной емкости водоема;

5) гидролиз солей тяжелых металлов, приводящий к образованию малорастворимых гидроксидов и выделению их из раствора и т.д.

Таким образом, хозяйственная деятельность человека привела к сокращению количества воды в водоемах суши, к росту водопотребления, к исчерпанию самоочищающей способности водоемов и к деградации природных вод. Выход из положения - создания замкнутых водооборотных систем.

Характеристика замкнутых водооборотных систем

Необходимость создания водооборотных систем связана с экономическими соображениями. Стоимость очистки сточных вод даже после значительного разбавления очень велика. Так, если принять стоимость очистки на 90% за 1 условную единицу (у.е.), то очистка на 99% дороже в 10 раз, а очистка на 99,9%, которая требуется чаще всего, будет дороже уже в 100 раз, т.е. составит 100 у.е. В результате локальная очистка сточных вод только от характерного для данного вида стоков загрязнения в случае их повторного использования оказывается существенно дешевле их полной очистки, которая осуществляется перед сбросом в водоемы в соответствии с требованиями санитарных органов.

Замкнутые системы водного хозяйства введены в эксплуатацию, например, на Краснодарском витаминном заводе и на Липецком металлургическом комбинате.

Для характеристики замкнутых водооборотных систем используется критерий кратности использования воды

, (4.1)

где n - критерий кратности использования воды;

Q_исп. - общий объем воды, потребляемый предприятием (м³/ч, м³/т сырья или продукции);

Q_з. - забор свежей воды предприятием (м³/ч, м³/т сырья или продукции).

Чем больше кратность использования воды, тем совершеннее схема водоснабжения. В США в 1995 году среднее значение критерия кратности использования воды было равно 7,5. В России в 1995 году критерий кратности использования воды в различных отраслях составлял:

в нефтехимии - 7,00;

в черной и цветной металлургии - 5,25;

в пищевой промышленности - 3,00;

в теплоэнергетике - 2,25;

в производстве стройматериалов - 1,60;

в легкой промышленности - 1,30 и т.д.

В нашей стране планировалось к 2000 году довести средний по отраслям промышленности критерий кратности использования воды до 7,00; а в США - до 22.

Создание замкнутых систем водного хозяйства является весьма трудной задачей. Сложный химический состав сточных вод, разнообразие содержащихся в них химических соединений делает невозможным разработку универсальной бессточной технологической схемы водоснабжения. Можно говорить лишь об общих принципах создания и проектирования бессточных схем водоснабжения.

Основные положения создания водооборотных систем

1. Разработка научно обоснованных требований к качеству воды, используемой во всех технологических процессах и операциях. В подавляющем большинстве случаев нет необходимости использовать воду питьевого качества как это делали ранее, когда не были установлены цены на воду из природных источников. Сточные воды при этом сливали без очистки, достигая ПДК путем простого их разбавления.

2. Максимальное внедрение систем воздушного охлаждения вместо водяного. Большую роль при этом может сыграть внедрение агрегатов большой единичной мощности. Высокоэнергетическое тепло может использоваться для технологических целей, а низкоэнергетическое - для обогрева. Так, в результате внедрения установок воздушного охлаждения на нефтеперерабатывающих предприятиях потребление воды сократилось в среднем на 110-160 млн. м³/год. Примером является Омский нефтеперерабатывающий завод.

3. Размещение на производственных площадках территориально-производственных комплексов, позволяющих осуществить многократное каскадное использование воды в технологических схемах и операциях.

4. Многократное последовательное использование воды в технологических операциях должно по возможности обеспечить получение небольшого объема максимально загрязненных сточных вод.

5. Использование воды для очистки газов от водорастворимых соединений целесообразно только тогда, когда из газов извлекают, а затем утилизируют ценные компоненты.

6. Применение воды для очистки газов от твердых частиц допустимо только в замкнутом цикле.

Виды промышленных сточных вод и методы очистки воды

Нормативы качества воды водных объектов едины и утверждены принятыми в 1974 году Минводхозом, Минздравом и Минрыбхозом правилами охраны вод от загрязнения сточными водами. В 1996 году на базе Роскомвода и Роскомнедр было создано Министерство природных ресурсов и был принят ряд новых законов Российской Федерации, которые значительно меняют сложившуюся нормативно-правовую базу и систему управления и контроля в области охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов.

В соответствии с действующей классификацией сточные воды подразделяются на:

1) чистые сточные воды, которые, участвуя в производстве, практически не загрязняются и сброс которых без очистки не вызывает нарушения нормативов качества воды водных объектов;

2) загрязненные сточные воды, которые в процессе их использования загрязняются различными компонентами и сбрасываются без очистки, а также сточные воды, проходящие очистку, но степень очистки которых ниже норм, установленных местными органами Госкомприроды, и их сброс вызывает нарушение нормативов качества воды водных объектов.

Загрязненные сточные воды перед сбросом в водные объекты должны подвергаться очистке, что благоприятно сказывается на качестве воды и водоемах. Например, в результате очистки сточных вод улучшилось качество воды на некоторых участках таких рек, как Кубань и Волга. В реке Москве появилась рыба, хотя питаться ею пока не рекомендуется.

Практически всегда очистка промышленных стоков - это комплекс методов. Наиболее широко используется сочетание механической очистки, нейтрализации промышленных стоков, реагентной очистки и биохимической очистки. Эти операции осуществляются практически во всех комплексах очистных сооружений, в том числе и на станциях аэрации при очистке бытовых (канализационных) стоков. Рассмотрим их подробнее.

1. Механическая очистка

Этот метод очистки используется для удаления из сточных вод нерастворимых примесей. Для удаления крупных кусков примесей применяют решетки, на которых происходит осаждение примесей. Для удаления твердых частиц, например песка, используют песколовки. В специальных отстойниках происходит осаждение взвешенных частиц на дно. Сбор нефтепродуктов, жиров, смол и других нерастворимых в воде жидкостей с поверхности стоков осуществляют в нефтеловушках, в жироуловителях, в смолоуловителях, на кварцевых фильтрах, а также с помощью устройств типа механических рук. Для удаления очень мелких частиц применяют фильтры или слой песка примерно 1,5-метровой толщины.

2. Физико-химическая очистка

Методы физико-химической очистки сточных вод основаны на изменении физического состояния загрязнителей и в большинстве случаев требуют применения реагентов:

· коагуляция - метод, позволяющий увеличить размер загрязняющих частиц, что облегчает их осаждение;

· флотация - метод, позволяющий придать примеси плавучие свойства, что облегчает ее удаление.

3. Химическая или реагентная очистка

Одним из видов обработки сточных вод является реагентная очистка, которая представляет собой сочетание различных типов химических реакций, приводящих к удалению из сточных вод токсичных компонентов.

А. Нейтрализация сточных вод - это химическая реакция, ведущая к уничтожению кислотных свойств раствора с помощью щелочей, а щелочных свойств раствора - с помощью кислот.

Поскольку химическая природа отходов может быть различной, то для нейтрализации одного вида отходов необходимо уменьшить кислотные свойства, а для другого вида отходов - щелочные. О степени кислотности или щелочности раствора можно судить по значению водородного показателя рН.

Самую простую систему нейтрализации можно представить в виде измельченного известняка, на который выливают раствор кислоты, а осадок собирают в отстойник. При рН = 4,3 все карбонаты и гидрокарбонаты, являющиеся основными компонентами природной воды, разлагаются с выделением CO₂.

Б. Реакции осаждения - это химические реакции, приводящие к осаждению загрязняющих веществ или ценных компонентов.

Сточные воды содержат, как правило, растворенные нежелательные или ценные компоненты. Для их выделения используют реакции осаждения.

Например:

· очистку сточных вод от ионов некоторых металлов (Cu⁺², Ni⁺², Fe⁺² и др.) можно производить, используя щелочи. При рН = 8 яю& 9 обеспечивается наиболее полное осаждение труднорастворимых соединений меди, никеля и железа в результате реакции

 (4.2)

где Me⁺² - ионы Cu⁺², Ni⁺² и Fe⁺².

· очистку промывной воды от ионов F- при производстве стекла осуществляют согласно реакции

 (4.3)

· алюминат, образующийся при травлении или анодировании алюминия, удаляют по реакции

 (4.4)

· соединения железа, образующиеся при травлении стали, удаляют следующим образом:

 (4.5)

 (4.6)

· фосфаты, образующиеся в городских сточных водах, удаляют, используя реакции

 (4.7)

 (4.8)

· для осветления воды проводят флокулирование квасцами:

 (4.9)

В. Реакции окисления-восстановления - это одновременное окисление одних компонентов и восстановление других.

Ниже приводится список наиболее распространенных окислителей и восстановителей:

· окислители - кислород или воздух, озон, хлор, гипохлорит, перекись водорода, перманганат калия;

· восстановители - хлорит, сульфат железа (II), гидросульфат, оксид серы (IV), сероводород.

Окислительно-восстановительные реакции применяют для превращения токсичных веществ в безвредные, а также для извлечения ценных компонентов.

Например:

· в выщелоченных водах, образующихся при извлечении меди из руды, содержится растворенная медь, которая сможет быть регенерирована при пропускании стока через железный лом, а затем отфильтрована и направлена в печь. В основе процесса лежит реакция

 (4.10)

· отходы, образующиеся в процессе плакирования металлов, содержат ионы Cr(VI) в виде , которые образуются в результате использования хромовой кислоты в процессах нанесения электролитического покрытия. Из концентрированных растворов хром может быть регенерирован. На первом этапе Cr(VI) восстанавливают до Cr(III) или до Cr(II), поскольку ионы Cr(VI), как известно, наиболее токсичны. Затем хром осаждают в виде гидроксида хрома (III) и подвергают термической обработке. Так замыкается цикл по хрому.

Для восстановления Cr(VI) можно использовать металлическое железо или соли Fe(II). Наиболее хорошие результаты получают при рН = 2,5-3,0. Процесс восстановления протекает по реакции

 (4.11)

Для восстановления Cr(VI) можно также использовать SO2:

 (4.12)

Далее восстановленный хром осаждают известью:

 (4.13)

Затем влажный осадок Cr(OH)3 прокаливают до образования Cr2O3, служащего источником получения хрома в промышленности.

 (4.14)

Две последние реакции являются иллюстрациями реакций осаждения и термической обработки и используются для получения вторичного сырья, из которого экономически выгодно извлекать такие металлы как, например, Ni, Zn, Cu и Pb.

4. Биохимическая очистка

Методы биохимической очистки применяются для удаления из сточных вод органических веществ.

А. Аэробная биохимическая очистка - это минерализация органического вещества промышленных или бытовых стоков в результате его окисления при содействии аэробных микроорганизмов (минерализаторов) в процессе использования ими этого вещества в качестве источника питания в условиях интенсивного потребления микроорганизмами растворенного кислорода.

При окислении протекает реакция

 (4.15)

Было установлено, что органические вещества омертвевших организмов разрушаются под действием бактерий, если для последних созданы соответствующие условия, т.е. своевременно подается кислород и среда-носитель оказывается благоприятной для развития микроорганизмов. В качестве среды-носителя был выбран песчаный слой толщиной 1,5 м. Доступ кислорода обеспечивался с помощью вентиляции или путем естественной тяги. Сточные воды сливались на грунт в течение 6 часов, а на биохимические процессы отводилось 18 часов. Культура микроорганизмов в этих условиях развивается в верхних слоях песка. Этот метод очистки впервые стал использоваться в 1866 году в Лондоне и получил название метода капельной фильтрации. Метод позволяет очистить 1,038×10⁶ л/сут сточных вод при использовании 1 га песчаной почвы. Следовательно, Лондону в 1866 году для очистки 1,57×10⁹ л/сут сточных вод было бы необходимо иметь 810 га подходящих земель. Но это слишком большая площадь.

Усовершенствование метода капельной фильтрации - перполяционный фильтр, т.е. разбрызгивание сточных вод на пласт щебня. Щебень не является фильтрующим материалом, а только способствует биологическому разрушению вещества в коллоидном и растворенном состоянии. Наиболее широко система с перполяционным фильтром стала применяться, когда были достигнуты значительные успехи в области получения пластмасс с заданными свойствами. В современных системах очистки накопление бактериального материала осуществляется на пластмассовых дисках, укрепленных на вращающейся оси. Диски наполовину погружены в сточные воды, и, по мере их вращения, бактерии периодически снабжаются питательной средой и кислородом.

Параллельно с развитием метода капельной фильтрации осуществлялась разработка такой системы, в которой микроорганизмы находились бы во взвешенном состоянии, а не образовывали стационарного слоя на стенках среды-носителя. В настоящее время метод капельной фильтрации используют только при условии дешевой земли и мягкого климата.

Наиболее универсальным способом обработки сточных вод является обработка активным илом. Суть этого способа состоит в том, что сточные воды смешивают с илом, образовавшимся в результате предварительного окисления вод. Как известно, ил представляет собой огромную популяцию различных бактерий, грибков и другой флоры, добавление которой к сточным водам приводит к быстрому установлению равновесия, способствующего разложению органических веществ. В результате образуются CO₂ и H₂O. По существу авторы нового способа обработки изменили естественный биологический цикл таким образом, что скорость потребления питательного вещества (скорость разложения органического вещества) увеличилась на несколько порядков. Дальнейшее усовершенствование этого способа было связано с разработкой методов надлежащего ухода и питания используемой популяции микроорганизмов.

Активный ил с точки зрения технолога представляет собой аморфный коллоид с поверхностью 100 м² /г сухого вещества. С точки зрения обывателя активный ил - это взвешенные в воде буро-желтые мелкие хлопья размером 3-150 мкм. В 1 г сухого ила содержится от 10⁸ до 10¹² единиц бактерий. При этом определенный вид бактерий способен окислять определенные вещества.

Для синтеза биомассы используются неорганические вещества, поэтому их количество в сточных водах тоже уменьшается. Для успешного протекания реакций биохимического синтеза необходимо присутствие в сточных водах соединений биогенных элементов и микроэлементов. Основными из них являются азот, фосфор, калий и сера. Их содержание в обрабатываемых сточных водах нормировано, и при недостатке в сточные воды вносят азотные, фосфорные и калийные удобрения. Эти элементы в достаточном количестве содержатся в бытовых стоках, поэтому при совместной очистке бытовых и промышленных сточных вод добавлять биогенные вещества не требуется.

Бактерии, входящие в состав активного ила, способны перерабатывать только те сточные воды, из которых сформировался этот активный ил. Поэтому, если в состав сточных вод вводятся новые вещества, то для наилучшей очистки необходимо время, чтобы в достаточном количестве размножились бактерии, способные окислять эти вещества. Иногда даже приходится завозить на вновь создаваемое предприятие активный ил с другого предприятия, где налажена очистка аналогичных по составу сточных вод и в состав активного ила входят нужные виды бактерий. Например: авиационное предприятие, где осуществлялась очистка сточных вод от фенолов, остановили на ремонт. Пришлось закупать, завозить и добавлять в активный ил фенол, чтобы популяция не погибла.

Обычно концентрацию активного ила поддерживают равной 2-4 г/л. В ходе очистки избыточное количество активного ила время от времени выскребают из очистных сооружений, так как его количество непрерывно растет. Часть используют в качестве удобрения, если активный ил не содержит тяжелых металлов, другую часть стабилизируют, т.е. обрабатывают избытком кислорода для удаления всевозможных органических веществ, предотвращая таким образом гниение, а оставшееся количество поступает на анаэробное разложение.

Аппарат для аэробной биохимической очистки представляет собой так называемый аэротенк или окситенк, принципиальная схема которого представлена на рис. 7

Б. Анаэробная биохимическая очистка (метановое брожение или ферментация) - это минерализация органического вещества промышленных или бытовых стоков в результате его окисления при содействии анаэробных микроорганизмов в процессе использования ими этого вещества в качестве источника питания.

Процессы анаэробного окисления протекают без доступа молекулярного кислорода, при этом источником кислорода в воде служат кислородосодержащие анионы: и т.д. В основе метода лежит способность определенных микроорганизмов в ходе своей жизнедеятельности сначала гидролизовать сложные органические соединения, а затем с помощью метанообразующих бактерий превращать их в метан и угольную кислоту. В качестве примера можно привести две возможные схемы процессов ферментации глюкозы:

1) (4.16)

(4.17)

2) (4.18)

(4.19)

Процесс анаэробной биохимической очистки проводят при температуре 30-55°С в метантенке, который представляет собой реактор с мешалкой и теплообменником и принципиально отличается от аэротенка тем, что в него не подается воздух. Образующийся в результате метанового брожения газ состоит на 65% из метана и на 33% из углекислого газа. Он может быть использован для обогрева самого метантенка, в котором происходит анаэробное брожение. Например, в США животноводческий комплекс, имеющий 500 голов свиней, за счет сжигания метана, образующегося при анаэробной очистке сточных вод, может не только обеспечивать себя электроэнергией, но и иногда в летнее время ее продавать.

Сброженный осадок имеет высокую влажность (95-98%). Его уплотняют, сушат и затем используют в качестве удобрения. Если осадок имеет токсичные примеси, то его сжигают. В свою очередь образующиеся после анаэробной биохимической очистки сточные воды могут быть использованы для выращивания водорослей типа хлореллы, которые затем предназначаются на корм скоту.

К сожалению не всякие сточные и природные воды могут быть очищены биохимическими методами, так как не все органические вещества разлагаются на станциях биохимической очистки. Так, не могут быть очищены воды, содержащие более 1000 мг/л фенолов, 300-500 мг/л спиртов, 25 мг/л нефтепродуктов. Практически не разрушаются бензин, красители, мазут и т.д. Существуют определенные нормы на содержание вредных веществ в сточных и природных водах, которые поступают на биохимические очистные сооружения. Например: Al⁺³ - 5; Fe⁺³ - 5; Cr⁺⁶ - 0,1; Mg⁺² - 1000 мг/л. Следует отметить, что эффективность биохимической очистки на самых современных очистных установках составляет 90% по органическим веществам и 20-40% по неорганическим веществам, т.е. практически не снижается солесодержание. Сравнительная характеристика методов очистки сточных вод представлена в табл. 5.

Таблица 5

Эффективность методов обработки сточных вод

Метод очистки	Процент удаления			Объем полученного ила (% от объема сточных вод)
	Взвешенное твердое вещество	БПK	Бактерии типа KП
Первичная очистка:
отстой	40–95	30–35	40–75	0,1–0,5
химическое осаждение	75–95	60–80	80–90	0,5–1,0
слив очищенных сточных вод	35–80	25–65	40–75	0,025–0,05
Вторичная очистка:
капельная фильтрация	20–80	60–90	70–85	0,1–0,5
обработка активным илом	70–97	70–96	95–99	1,0–3,0

При очистке сточных вод целесообразно искать такие способы ликвидации отходов, которые давали бы возможность получать полезные продукты. Например: сахара отработанных сульфитных щелоков, образующихся при переработке древесины в процессе сульфитной варки бумаги, являются питательной средой для дрожжей. Перед биологической обработкой щелока из него перегонкой с водяным паром удаляют SO2 и увеличивают рН до 5,0. Далее возможны два варианта биохимической очистки: аэробный и анаэробный.

А. Аэробная биохимическая очистка растворов сахаров является наиболее продуктивной для максимального увеличения массы дрожжей в случае, если дрожжи выращивают для пищевых целей. В этом процессе выделяется много энергии - 3,75 ккал на 1 кг выращенных дрожжей. Для благоприятного протекания реакции реактор охлаждают до 34-37°С и в него подводят большое количество воздуха. Так как сульфитный щелок не содержит соединений азота и фосфора, то их вводят в раствор дополнительно. При этом в качестве источника азота целесообразно использовать гидроксид аммония, так как он позволяет регулировать величину рН. Содержимое реакторов уплотняют в центрифугах, охлаждают и высушивают. Высушенные лепешки превращают в хлопьевидную массу, которую упаковывают в мешки. Из 1 тонны отходов сульфитного щелока получают 50 кг дрожжей, богатых протеином. При этом стоимость 1 кг дрожжей равна 11 центам.

Б. Ферментацию (анаэробную очистку) отходов сульфитного щелока осуществляют аналогично ферментации пива. Обрабатываемый раствор находится в реакционной зоне в течение 15-20 часов. Для максимального превращения сахаров требуется проведение ступенчатой ферментации, т.е. необходимо несколько тенков и их количество иногда достигает 7. При семиступенчатом процессе превращение достигает 95%. После завершения процесса ферментации жидкая масса содержит 1% (по массе) дрожжей. Дрожжи центрифугированием отделяют от спиртовой среды, затем их концентрацию тем же путем доводят до 10% и образующуюся массу возвращают в рециркуляционную систему для проведения повторной ферментации. Путем перегонки осветленной жидкости из 1 тонны пульпы получают около 83 литров этилового спирта крепостью 90°. Получаемый этиловый спирт отличается высоким качеством и является превосходным сырьем для производства уксуса, уксусного альдегида и других химических продуктов.

5. Удаление остаточных органических веществ

После биохимической очистки могут остаться органические, вещества плохо усваиваемые микроорганизмами. Лучший способ их удаления - адсорбция активированным углем, который впоследствии регенерируют. Обычно сточные воды пропускают через колонки с активированным углем, где обеспечивается с ним контакт в течение 20-40 минут. Это весьма эффективный метод, имеющий сравнительно простое аппаратурное исполнение и позволяющий очистить сточные воды до БПК < 1 мг O₂/л (меньше ГОСТ). Адсорбция активированным углем эффективна для большинства органических соединений и ее используют для очистки бытовых стоков, отходов перегонки нефти, фенолов и других ароматических соединений. Неорганические вещества активированный уголь, как правило, не удаляет. Некоторые органические соединения, обладающие высокой растворимостью (глюкоза и спирт) являются исключениями и плохо адсорбируются. Именно поэтому активированный уголь используется для обесцвечивания сахара.

Данный метод может быть рекомендован только для очистки больших объемов воды в связи с тем, что очистка воды активированным углем является процессом длительным, а регенерация угля требует нагревания.

6. Специальные методы очистки воды

Механическая, реагентная и биохимическая очистка не могут обеспечить обессоливания природных и сточных вод. Как известно, вода питьевого качества должна содержать не более 1000 мг/л солей, из которых хлоридов - 350 мг/л и сульфатов - 500 мг/л. Где же ее взять? Для этого существуют специальные методы выделения солей из сточных и природных вод.

А. Дистилляция (выпаривание) - это процесс разделения растворов путем выпаривания и последующей конденсации растворителя.

Этот метод хорошо освоен и широко применяется. Мощность выпарных установок составляет 15-30 тыс. м³/сут. Одними из самых мощных выпарных установок обладают предприятия атомной энергетики, требующие опреснения морской воды. Например, реактор на быстрых нейтронах в городе Шевченко также требует опреснения морской воды. Основной недостаток этого способа - его большая энергоемкость, которая значительно увеличивает стоимость опреснения.

Б. Вымораживание - это метод разделения водных растворов путем их медленного охлаждения, в результате чего в первую очередь выпадают кристаллы льда, практически не содержащие солей.

По сравнению с дистилляцией у вымораживания имеются энергетические, технологические и конструкционные преимущества.

В. Ионный обмен - этот метод извлечения из воды растворенных в ней солей с помощью ионообменных смол.

Очень широкое применение этот метод нашел в практике умягчения воды, т.е. удаления из нее солей постоянной жесткости, которые служат серьезной помехой в сверхтонких технологиях (например, в фармацевтической промышленности). Схематично умягчение воды методом ионного обмена можно представить на примере соли CaSO₄ следующим образом

Катионит: (4.20)

Анионит: (4.21)

В результате: (4.22)

Этот метод применяется во всех странах мира. В настоящее время ионный обмен является основным методом при приготовлении глубоко обессоленной воды для АЭС и ТЭС с котлами сверхвысокого и критического давления, а также он применяется в водооборотных циклах на предприятиях, осуществляющих концентрирование и извлечение из сточных вод ценных компонентов (например, тяжелых металлов).

Основным недостатком общепринятых технологических схем ионного обмена является избыток растворов солей после регенерации ионообменных фильтров. Другими недостатками метода являются значительный расход воды на собственные нужды (20-60% от производительности установки) и необходимость удаления органических веществ, чтобы избежать отравления ионитов. Поэтому ионный обмен с большим допущением можно назвать методом обессоливания сточных вод. Скорее это технологический прием получения воды высокой степени очистки.

Г. Мембранные методы. К ним относятся электродиализ и гиперфильтрация (обратный осмос).

Электродиализ - это современный метод деминерализации и концентрирования растворов, основанный на направленном переносе ионов солей в поле постоянного тока через ионоселективные мембраны из естественных или синтетических материалов, в которых протекают рассмотренные выше процессы ионного обмена.

За рубежом этот метод получил широкое распространение для обессоливания морской воды. Например, в Ливии действует установка на 20 тыс. м³/сут, а в США - на 400 тыс. м³/сут. Принципиальная схема электродиализа представлена на рис. 8.

Обратный осмос - это процесс разделения водных растворов путем их фильтрования под давлением выше осмотического (6-8 МПа) через полупроницаемую мембрану.

Метод характеризуется небольшими энергозатратами. За рубежом освоено производство установок производительностью до 1 тыс. м³/сут, тогда как в России работают установки меньшей мощности. Основные трудности этого метода - создание полупроницаемых мембран и давления.

Все известные способы обессоливания сточных вод наряду с очищенной водой дают огромное количество растворов с высоким содержанием солей, рассолов и даже рапы. Эти концентрированные растворы необходимо либо утилизировать, либо обезвреживать.

7. Обеззараживание воды

Хорошо известно, что через воду могут распространяться такие страшные заболевания, как холера, брюшной тиф, инфекционный гепатит, дифтерия и др. Поэтому последней стадией подготовки воды для питьевых и других нужд является ее обеззараживание, т.е. уничтожение болезнетворных микроорганизмов. Многие годы обеззараживание воды осуществляли, обрабатывая ее хлором. Однако при таком способе обработки воды в ней образуются полихлорированные бифенилы, которые являются токсичными веществами. Окисляясь, они образуют абсолютные яды - диоксины. Летальная доза диоксидов для свиней, являющихся тест-объектами, составляет 10 мкг/кг их веса. Эту дозу организм может набрать постепенно. Проведенные исследования привели ученых к выводу о возможной вредности хлорирования воды. Во многих странах Европы и в США в 80-е годы перешли к фторированию воды, но оказалось, что оно тоже вредно. Поэтому во всем мире и в России тоже отдают предпочтение озонированию воды.

Очистка сточных вод полиграфических предприятий

Сточные воды полиграфических предприятий подразделяются на кислотные, щелочные, сложные (содержащие соли металлов, нефтепродукты и т.д.). Сброс их в водоемы или канализацию без очистки не разрешен.

Основными загрязнителями сточных вод полиграфических предприятий являются соли металлов (Fe, Zn, Cu, Ni, Cr, Co, Pb, Sb), нефтепродукты, кислоты (HNO₃, H₂SO₄, H₃PO₄, HCl), щелочи (KOH, NaOH), диазосоединения и абразивные вещества.

Очистку различных видов сточных вод рекомендуется проводить раздельно. Для очистки от загрязнителей применяют механические, химические и другие методы.

Механическая очистка применяется для очистки сточных вод от твердых частиц, нефтепродуктов и жировых веществ. Для этих целей используют песколовки, отстойники, нефтеловушки, жироуловители, кварцевые фильтры и т.д.

Общее количество химически загрязненных сточных вод на полиграфическом предприятии обычно не превышает 50 м³/сут. Кислотные и щелочные стоки целесообразно смешивать для взаимной нейтрализации. Ионы Cr⁺⁶, Ni⁺², Cr⁺⁶, Cu⁺², Fe⁺² и Al⁺³ удаляют из сточных вод в виде труднорастворимых соединений (гидроксидов, основных солей и т.д.). При этом ионы Cr+3 получают предварительным восстановлением металлическим железом или солями Fe(II).

Основными перспективными методами очистки сточных вод полиграфических предприятий являются методы ионного обмена и адсорбционные методы. Использование этих методов позволяет возвратить в производство извлекаемые их сточных вод вещества. Реагентные методы очистки сточных вод нельзя считать перспективными, хотя в настоящее время они широко используются.

Охрана литосферы

Загрязнение литосферы твердыми отходами

Литосфера - это твердая оболочка Земли.

Общая площадь суши Земли составляет 148 млн. км², из которых для обитания людей пригодны 133 млн. км².

Причиной загрязнения литосферы может быть сброс сточных вод, нефтепродуктов, выброс аэрозолей, пыли, загрязнение почвы пестицидами и т.д. Но главными видами загрязнения литосферы являются твердые бытовые и промышленные отходы.

В состав твердых бытовых отходов входят пищевые отходы, бумага, картон, стекло, текстиль, металлы, полимеры и т.д.

В состав твердых промышленных отходов входят металлы (черные и цветные), мусор, древесина, пластмассы, шлак, окалина, зола и т.д.

На одного жителя в городе приходится примерно по 1 тонне твердых отходов в год, причем эта цифра ежегодно увеличивается.

Твердые бытовые отходы и их утилизация

Основными методами обезвреживания твердых бытовых отходов являются мусоросжигательные заводы, мусороперерабатывающие заводы и санкционированные свалки.

Санкционированные свалки - это такое складирование твердых бытовых отходов, которое предусматривает долговременную переработку отходов при участии кислорода воздуха и микроорганизмов. Свалки - это наименее цивилизованный способ обезвреживания твердых бытовых отходов, так как продуктами обезвреживания являются продукты неполного распада органического вещества. В процессе гниения отходов образуются токсичные, дурнопахнущие и горючие газы (например, NH₃, H₂S, CH₄ и т.д.) а также фильтрат, чрезвычайно опасный в санитарном отношении, так как количество бактерий кишечной группы в нем в 2 - 3 раза больше, чем в стоках городской канализации.

В городах под складирование бытовых отходов отводятся большие территории. Удалять отходы необходимо в короткие сроки, чтобы не допускать размножения насекомых, грызунов и предотвращать загрязнение окружающей среды. В Москве, например, в 1990 году было зарегистрировано 150 свалок, из которых действующими были три. В результате утилизации отходов город становится чище и получает дополнительные территории, освобождаемые от свалок. Так, некоторые новые кварталы в Москве размещены на территории бывших свалок, поэтому необходим особенно тщательный контроль воздуха в этих районах.

Мусоросжигательные заводы являются более эффективным способом обезвреживания твердых бытовых отходов по сравнению с санкционированными свалками. Но он также оказывает существенное негативное воздействие на окружающую среду. В результате сжигания отходов образуются отходящие газы, содержащие в своем составе SO₂, HCl, HF, NO_x, CO, летучую золу и т.д. Если для очистки газов используется вода, то после очистки газов она содержит альдегиды, хлориды, сульфаты, фосфаты и т.д. В процессе сжигания мусора также образуется шлак, состоящий из мелкозернистых несгоревших частиц органики, металла, стекла, камней и т.д., который загрязняет почву инертными материалами.

Мусоросжигательные заводы наряду с обезвреживанием твердых бытовых отходов и максимальным уменьшением их объема (до 90% от исходного мусора) сами загрязняют окружающую среду. Поэтому при их проектировании обязательно предусматривается очистка выбросов. Производительность таких заводов составляет примерно 720 т/сут при круглогодичном и круглосуточном режиме работы.

Мусороперерабатывающие заводы - это наиболее перспективный метод обезвреживания твердых бытовых отходов, причиняющий наименьший ущерб окружающей среде. Основными продуктами переработки твердых бытовых отходов является компост, находящий применение в сельском хозяйстве как удобрение, и некомпостируемый остаток (камни, глиняные черепки, пластмассы, стекло), представляющий собой обезвреженную массу и составляющий до 30% от объема исходного мусора.

Мусороперерабатывающие заводы по переработке бытовых отходов действуют во многих городах, причем полная переработка мусора позволяет городу с населением в 1 млн. человек получать до 1500 тонн в год металла и почти 45 тыс. тонн в год компоста. В сельскохозяйственных районах строятся заводы по переработке старой полиэтиленовой пленки. Например, из собранной за год (более 1500 тонн), очищенной от грязи пленки получают 1300 тонн труб, которые используются в мелиорации и в крупнопанельных домах.

В Японии, стране высокой бытовой культуры, налажен сбор отходов полиэтилена в специализированные контейнеры. Отходы полиэтилена затем прессуют и из них в Тихом океане создают острова для захоронения неутилизируемых в настоящее время отходов (например, ядерных отходов).

Во многих странах Европы около больших гастрономов и универмагов установлены контейнеры для банок и бутылок, которые у нас так сложно принимаются. Специалисты подсчитали, что на собранном таким образом сырье в городе с населением 0,5-1,0 млн. человек может в течение года работать стекольный завод.

На рисунке 9 приводится схема современной промышленной переработки твердых бытовых отходов.

Твердые промышленные отходы и их переработка

В результате работы промышленных предприятий происходит загрязнение почвы твердыми промышленными отходами, приводящее к выходу из строя земель, пригодных для сельского хозяйства.

Различают нетоксичные и токсичные промышленные отходы. Токсичные отходы подразделяют на четыре класса токсичности: чрезвычайно токсичные, высокотоксичные, умеренно токсичные и малотоксичные.

Основными видами твердых промышленных отходов являются шлаки тепловых электростанций и металлургических заводов, природные отвалы горнодобывающих предприятий и горнообогатительных комбинатов, строительный мусор и т.д.

Обезвреживание, утилизация и размещение отходов - это обязанность, которая возлагается на предприятия, ответственные за загрязнение окружающей среды.

Обезвреживание отходов - это удаление из них вредных примесей.

Утилизация отходов означает и обезвреживание и одновременное извлечение из них полезных продуктов.

Размещение отходов подразумевает или складирование или захоронение отходов. При этом складирование - это размещение отходов на поверхности земли, а захоронение - это размещение отходов на глубине, как правило, в контейнерах.

На рисунке 10 представлена современная схема переработки токсичных отходов, принятая в США.

От категории отходов зависят плата за их размещение и сам порядок размещения. Нетоксичные промышленные отходы складируют на городских свалках. Токсичные отходы подвергают обезвреживанию и захоронению на специально организованных полигонах. Вокруг участков захоронения токсичных отходов отводят санитарно-защитные зоны с радиусом не менее 3 км.

На рисунке 11 приведена схема безопасного захоронения отходов, принятая в США.

Особое место среди высокотоксичных отходов занимают радиоактивные отходы, размещение которых производят в соответствии с договорами, заключаемыми с природоохранительными организациями (полигонами, заводами и т.д.), занимающимися утилизацией и захоронением отработанных радиоактивных материалов. Российский закон об охране окружающей среды запрещает ввоз в нашу страну радиоактивных отходов из других государств с целью их хранения, захоронения, затопления или отправки в космическое пространство.

Отходы производств могут служить исходным сырьем для различных видов промышленности. Технологические установки и производства, перерабатывающие промышленные отходы, особенно целесообразны в промышленных районах с большой потребностью в строительных материалах, изделиях и конструкциях.

Примером утилизации твердых промышленных отходов может служить метод катализированной кристаллизации стекла на основе доменных шлаков. Таким образом получают шлакоситаллы. Их высокие физико-механические и физико-химические свойства, в первую очередь износостойкость и химическая устойчивость, в сочетании с декоративностью делают их ценнейшим строительным материалом. Так, в Москве шлакоситаллы использовали при строительстве павильона «Металлургия» на Всероссийском выставочном комплексе, аэропорта Шереметьево, универмага «Москва», Центрального городского аэровокзала и т.д.

Еще одним примером утилизации твердых промышленных отходов является производство резиновой крошки и регенерата из старых шин автомобилей самых различных марок. Регенерат - это пластичный материал, частично заменяющий каучук в различных резиновых изделиях, в том числе и в новых шинах. Таким образом, груда шин на территории Чеховского регенераторного завода под Москвой - уже не свалка, а склад исходного сырья.

Одним из самых крупных источников нарушения и загрязнения окружающей среды в настоящее время является горнопромышленный комплекс. Ежегодный объем извлекаемой из недр горной массы в нашей стране составляет свыше 15 млн. тонн. При этом в хозяйственный оборот вовлекается только около трети всего минерального сырья, а на производство готовой продукции расходуется менее 7% добытых полезных ископаемых. Государство несет серьезный ущерб от потерь ценных компонентов и некомплексной переработки уже добытого сырья. Так, например, в железосодержащих шламах аглофабрик черной металлургии содержится больше железа, чем в добываемой руде. Очевидно, что нельзя без конца наращивать и без того колоссальные потоки отходов и попутных продуктов. Вместе с тем производство стройматериалов и стройиндустрия ежегодно добывают и потребляют 3,5 млрд. тонн нерудного сырья, большая часть которого может быть заменена отходами.

Хозяйство нашей страны, кроме того, несет огромные потери, связанные со складированием отходов. В результате только на транспортировку 1 т отходов и содержание отвалов расходуются в среднем от 15 до 80 тыс. рублей.

Все развитые страны ведут разработки по совершенствованию действующих технологий с целью уменьшения количества отходов. Например, программа по экологии Нидерландов до 2000 года предусматривала уменьшение количества отходов, поступающих на сжигание, с 60 до 35%; на захоронение - с 55 до 10%.

В 1987 году Конгресс США принял поправку к закону по опасным и твердым отходам, запрещающую захоронение отходов без их предварительной обработки по самым современным технологиям.

В нашей стране еще в 1991 году была разработана программа, предусматривающая переход на безотходные и малоотходные производства, обеспечивая при этом независимость экологической экспертизы и создание кадастра вторичных ресурсов для учета вторичного сырья. Однако этот процесс затягивается в связи с коренной перестройкой самой системы хозяйствования. Это значительно усугубляет положение с охраной литосферы на территории России и стран СНГ.

Значение растений в природе и жизни человека

Чем глубже изучает человек природу, тем яснее становится огромная роль растений. Растения распространены почти повсеместно на нашей планете: они встречаются в холодных пустынях Арктики и Антарктиды и в горячих источниках с температурой около 70°С; некоторые растительные организмы проникают до 100 м в глубь земной коры (встречаются даже на глубине 2-3 км) и в атмосферу на высоту 10-12 км (в виде спор); некоторые водоросли проникают в толщу морских глубин до 200-250 м (бурые и красные водоросли). Таким образом растительные организмы достигают более широкого, чем животные, распространения. Поэтому именно они определяют границы биосферы (Биосфера - область распространения жизни на Земле).

Растения первыми поселяются там, где отсутствует всякая жизнь. В Антарктиде, например, на свободной от льда поверхности растут мхи и лишайники.

Велика роль растений в жизни нашей планеты. Одни растения способны создавать и накапливать огромную массу органических веществ (автотрофные растения), другие - разрушают их (гетеротрофные растения), возвращая в почву минеральные вещества, необходимые для питания зеленых автотрофных растений. Так совершается круговорот веществ в природе.

Автотрофные растения синтезируют органические вещества из неорганических соединений (углекислого газа, воды, минеральных солей), используя лучистую энергию Солнца. Эта энергия поглощается пигментом (у зеленых растений - хлорофилл, у других окрашенных растений - каротиноиды или фикобилины) и используется в процессе сложных биохимических реакций, приводящих к образованию органических веществ. В органических веществах накапливается преобразованная солнечная энергия в виде потенциальной энергии химических связей. Этот сложный процесс получил название фотосинтеза. Упрощенно его можно записать в виде уравнения реакции:

                     νh
6СО₂ + 6Н₂О → С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ - 2830 кДж

Образовавшаяся глюкоза в дальнейшем превращается в более сложные углеводы, жиры, а после присоединения азота, который поступает в растения из почвы в виде неорганических солей, синтезируются белки и другие сложные вещества. В процессе фотосинтеза выделяется свободный кислород, необходимый для дыхания всех живых организмов.

К автотрофным организмам относят высшие зеленые растения, водоросли и окрашенные виды бактерий {бактерии и актиномицеты (лучистые грибки) условно могут быть отнесены к растениям}. Все они синтезируют органические вещества при помощи лучистой световой энергии и поэтому их называют фототрофными организмами или фототрофами. Бактерии, способные создавать органические вещества из неорганических за счет энергии, освобождаемой при окислении этими бактериями неорганических веществ, называют хемосинтетиками или хемотрофными. Вероятно, хемотрофный способ питания - наиболее древний.

Гетеротрофные растения питаются готовыми органическими веществами, которые присутствуют в окружающей среде, и строят их них органические вещества своего тела. Эти растения не имеют хлорофилла в теле. К ним относят некоторые высшие растения, грибы и большинство бактерий. Среди гетеротрофных растений различают растения-паразиты и сапрофиты. Растения-паразиты живут на теле или в теле другого организма и питаются за его счет. Это грибы, вызывающие болезни высших растений (мучнистая роса, ржавчина, головня и др.), и некоторые бесхлорофилльные высшие растения (заразиха, повилика). Сапрофиты питаются органическими веществами из разлагающихся трупов животных и растений. Сапрофитные грибы и бактерии играют огромную роль в почвообразовательном процессе, расщепляя (минерализуя) органические остатки до простых неорганических соединений. В атмосферу выделяется углекислый газ, а в почву попадают минеральные вещества. У растений встречается и смешанный способ питания (миксотрофный). В этом случае растения могут сами создавать органические вещества, так как имеют зеленую окраску, но частично способны питаться и за счет других организмов (омела, росянка).

В повседневной своей деятельности человек также разрушает органические вещества, используя освобождающуюся при этом энергию (при сжигании торфа, угля, нефти, газа). Дыхание живых организмов (тот же процесс горения) приводит к образованию простейших минеральных веществ с выделением углекислого газа. Дыхание растений - процесс, по конечным результатам обратный фотосинтезу:

С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ → 6СО₂ + 6Н₂О + 2830 кДж

Таким образом, фотосинтез, осуществляемый зелеными растениями, является источником возникновения и существования всего живого на нашей планете. К. А. Тимирязев, посвятивший всю свою жизнь изучению процесса фотосинтеза, постоянно подчеркивал эту поистине космическую роль маленького зеленого листа. Он очень ярко описал значение использованного растением солнечного света для физиологических процессов, происходящих в теле человека: "Когда-то, где-то на Землю упал луч солнца, но он упал не на бесплодную почву, он упал на зеленую былинку пшеничного ростка, или, лучше сказать, на хлорофилловое зерно. Ударяясь о него, он потух, перестал быть светом, но не исчез. Он только затратился на внутреннюю работ в той или иной форме он вошел в состав хлеба, который послужил нам пищей. Он преобразился в наши мускулы, в наши нервы, и вот теперь атомы углерода стремятся в наших организмах вновь соединиться с кислородом, который кровь разносит во все концы нашего тела. При этом луч солнца, таившийся в них в виде химического напряжения, вновь приобретает форму явной силы. Этот луч солнца греет нас. Он приводит нас в движение. Быть может, в эту минуту он играет в нашем мозгу" (Тимирязев К. А. Жизнь растения).
Не менее важна роль растений как образователей леса, луга, степи и других растительных сообществ. При этом создаются не только разнообразные ландшафты Земли, но и определенные отношения между жизненными формами растений и животных, их приспособленность к определенным физико-химическим условиям среды.

2. Лесные ресурсы, их роль в биосфере, жизни и деятельности общества.

Лес - группировка деревьев и кустарников, связанных с почвой, атмосферой, гидросферой, животным миром и микроорганизмами.

На долю лесов приходится 55% ежегодной биомассы планеты, или 66% всей биологической массы сущи.

Земли покрытые лесом охватывают площадь около 4,0 млрд. гектаров, т.е. почти 1/3 суши.

Приблизительно половина лесов планеты - в тропическом поясе, другая половина - леса умеренного пояса северного полушария.

Общий запас древесины составляет около 336 млрд.м3.

Наибольшая лесистость: в Латинской Америке - 38%;

в Северной Америке - 29,5%;

в Западной Европе - 34,5%;

в Африке - 24%;

Наименьшая: в Азии без СНГ - 16,7%;

в Австралии и Океании - 19,1%.

За процентом лесистости территории все страны делятся на три группы:

· малолесные - с лесистостью до 10%;

· средней лесистости - 11 ё 35%;

· многолесные - более 35%.

Сорок стран мира относятся к малолесным. Из них наименее лесные: Исландия, Арабские Эмираты, Сингапур, Кувейт, Сомали. Их лесистость менее 1%.

Шестьдесят стран мира относятся к многолесным, из них наиболее лесные - Гвиана - 95% и Суринам - 91% лесистости. Лесистость территории Украины - 14,3%, бывшего СССР - 37%. В среднем на одного жителя Земли приходится около 70 древесины и 1,2 га лесной площади. В Украине на одного жителя приходится всего 0,2 га лесной площади, а в бывшем СССР этот показатель составлял 3,2 га/ человека. Лес общенародное достояние, имеющее важное экономическое и социальное значение. Лесные ресурсы всегда широка использовались человеком в различных отраслях промышленности, сельского хозяйства, науки и культуры. Лес постоянно продуцирует органическую массу - древесину, из которой производится свыше 20 тысяч наименований промышленных изделий и товаров народного потребления. Многие породы леса дают плоды с большим количеством различных питательных веществ. В лесах, помимо всего прочего, растет много ягод, грибов и лекарственных растений, лес место обитания ценных животных и птиц.

Более половины всей потребляемой древесины расходуется на топливо, а 1/3 - на производство пиломатериалов и строительного леса.

Особенно большое экономическое значение имеют породы с мягкой древесиной, из них изготавливают 75% всех пиломатериалов.

Древесина используется в машиностроении, мебельной промышленности, производстве музыкальных инструментов, при изготовлении тары, различных стройматериалов.

Большое ее применение в последние годы в химической промышленности - пластмассы, древесный спирт, целлофан, искусственные волокна, глюкоза, глицерин, лимонная кислота и другие. Широко используются и побочные продукты леса.

К побочным продуктам леса относятся: пушнина, растительные пищевые продукты, техническое и лекарственное сырье, продукты пчеловодства.

Роль и значение леса во многих аспектах еще с достаточной полнотой не раскрыты, но уже сейчас очевидно, что он играет ведущую роль во многих экологических процессах.

Причем его экологическая роль в десятки раз превышает стоимость заготавливаемой в нем древесины. Так, например, 1га сосновых лесов ежегодно извлекают около 36 тонн пыли, а буковые леса почти в 2 раза больше - 68 т. Леса - аккумуляторы и носители энергии, принимающей участие в движении природных процессов и развитии биосферы. Они имеют важное водоохранное, почвозащитное, климаторегулирующее, санитарно-гигиеническое и культурно-эстетическое значение. Велика рекреационная роль лесов. Ежегодно миллионы людей посещают леса и лесопарковые зоны вблизи городов с целью отдыха и оздоровления.

Перечисленные функции леса настолько важны, что в ряде районов мира отодвинули на второй план значение леса как поставщика древесины.

Потребности в древесном сырье к 2010г. возрастут в 1,7 - 2,5 раза по сравнению с 1980г.

В мировом лесопотреблении уже сейчас ощущается дефицит в древесине, причем особенно остро он ощущается во многих промышленно развитых странах.

Украина как лесодефицитная страна завозит около 70% необходимой древесины, ежегодное потребление которой составляет 40 млн.мі.

В Украине около 4500 видов высших растений, в т.ч. около 700 лекарственных.

Площадь лесного фонда около 10 млн.га. Леса Украины все более используются в оздоровительных целях, выполняя, преимущественно, водоохранные и защитные функции.

Промышленное использование лесов, невзирая на дефицит деловой древесины, ограничено лесным законодательством.

3. Животный мир планеты, его роль и значение.

Животный мир - источник огромных материальных ценностей. Животные имеют большое научное, культурное и эстетическое значение.

Играют важную роль в образовании почвы, формировании химического состава подземных и почвенных вод, образовании приземной атмосферы.

С их участием создаются разнообразные ландшафты.

Они вместе с растениями играют основную роль в миграции химических элементов биосферы и создании сложных взаимосвязей живой и неживой природы.

Животные по числу видов почти во всех экосистемах преобладают над растениями, но их биомасса во много раз меньше.

Животные широко распространены в пределах всего земного шара. Они населяют сушу, моря, пресные водоемы. Особенно богата фауна тропиков, но и в умеренных широтах она достаточно разнообразна.

Велика роль животных и в жизни человека.

Многие из них - важный источник питания и технического сырья для промышленности, фармакологии и других.

Это сельскохозяйственные животные, рыбы, пушные звери, разнообразная дичь и другие.

Многие животные, особенно птицы, распространяют семена растений, способствуя их возобновлению.

Большую роль играют животные и в опылении растений. В настоящее время в Европе до 80% видов покрытосеменных растений опыляют насекомые.

Среди опылителей также и птицы - медоносы, попугаи, колибри.

Одни животные истребляют других. И в этом тоже проявляется их большое значение для нормального функционирования экосистем как единого целого. Регулируется численность, уничтожаются больные и слабые и таким образом оздоравливается популяция многих видов.

Очевидно, что без животных немыслима жизнь биосферы. Каждый вид, выполняя определенную работу, необходим для биосферы.

Поэтому деление животных на полезных и вредных весьма условно и относительно. Даже общеизвестные вредители, при более тщательном изучении, оказываются не всегда опасными.

В современный период развито клеточное содержание пушных зверей (соболя, песца, лисици), проводят опыты по приручению, например, лося, а также птиц - фазана, глухаря, куропатки и других.

Животные имеют большое эстетическое значение - птицы, рыбы, бабочки, некоторые виды млекопитающих

Они служат также объектом различных научных исследований.

Влияние человека на животных.

Косвенное - изменяя условия существования животных путем преобразования экосистем (вырубка лесов, распахивание степей, осушение болот, сооружение дамб и искусственных водоемов, строительство селений, загрязнение окружающей среды) человек изменил их численность и ареал их распространения.

Почти полностью исчезли некоторые млекопитающие, резко уменьшилось количество видов птиц, а некоторое стали приспосабливаться к урбанизированной среде обитания (сизый голубь, серая ворона, сойка и другие).

Непосредственное - истребляются ради меха, жира, мяса в больших количествах промышленные животные, численность которых резко снизилась, а некоторые исчезли.

Гибнут животные от ядохимикатов, применяемых для борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур.

Однако человек пытается размножать некоторые виды, а также спасать исчезающие переселяя их в новые, часто далекие и малообжитые леса. По оценкам специалистов всего было переселено более 150 видов зверей.

Таким образом деятельность человека отражается на животных как положительно, так и отрицательно.

4. Состояние биологических ресурсов в Украине.

На территории Украины в настоящее время обитает: около 45 тыс. видов животных в т.ч.:

· 17 земноводных;

· 20 пресмыкающихся;

· более 350 птиц;

· 113 млекопитающих;

· 200 рыб, остальные - бесхребетные.

Эффективность ведения охотничьего хозяйства в стране в 5-7 раз ниже, чем в странах Европы.

Численность многих видов охотничьих животных в 3-5 раз ниже оптимальной, хотя и наблюдается увеличение их поголовья.

Снизилось также количество рыбных запасов, особенно ценных видов рыб. Причина - техническое загрязнение водоемов. Наблюдается значительный спад улова в морях, особенно в Азовском .

Планируется проведение крупномасштабных исследований состояния животного и растительного мира (но нет необходимых средств). Начато разработку и введение в действие экономического механизма охраны и рационального использования растительного и животного мира, а также усовершенствование законодательства в этой отрасли.

Принципы рационального использования лесов
Туманова А. С.

Введение
Проблема истребления лесов ненова. О ней уже очень много сказано, написано книг и статей, но в основном её рассматривают вместе с другими экологическими проблемами. Поэтому хотелось бы объеденить весь имеющися материал по этому вопросу в одном реферате, всвязи со значимотстью этой проблемы для человечества. Здесь рассматриваются не только антропогенные факторы влияющие на численность и качество леса, но и естественные. Например: различные вредные грибки и насекомые, пожары (возгорание торфа). Так же отмечаются способы борьбы с антропогенными и естественными факторами отрицательно влияющих на лесные массивы.

Растительный мир и человек

Растения – это особое царство природы, в которое входит более чем 300 тыс. видов. Большую роль в поддержание жизни на земле играет растительность лесов. В настоящее время лесом покрыто около 3,8 млрд. га, или 30% суши. Распределение лесов на планете неравномерно. Они сосредоточены в средних широтах Северного полушария и в тропической зоне, составляя соответственно 54% и 46% общей лесной площади. Леса нашей страны – ценнейше национальное богатство. Они занимают 811 млн. га. Лесной покров – главная производительная сила Земли, энергетическая база её живой оболочки – биосферы, связующие звено всех компонентов и важнейший фактор её устойчивости. Около 90% всей фитомассы суши сконцентрировано в лесах. Да и функции воспроизводства жизни они выполняют лучше других типов растительности. Суммарная листовая поверхность лесов мира почти в 4 раза превышает поверхность всей нашей планеты. С этим связаны и высокие параметры поглощения солнечной радиации и углекислоты, выделения кислорода, транспирации, других процессов, влияющих на формирование природной обстановки. Им в крупномасштабном управлении природными процессами принадлежит видное место. Лес имеет огромные санитарно-гигиеничесие и целебные свойства. Неоценимо и эстетическое значение лесов. Лес один из факторов поддержания равновесия химического состава атмосферы, особенно в балансе трёх веществ: кислорода, углерода и азота. Подсчитано, что 1 га леса в год способен поглотить 5-10 тонн углекислого газа и выделить 10-20 тонн кислорода. Леса называют «зелёными лёгкими» планеты. Участие лесов в природном балансе азота так же очень велико. Как известно, листва, хвоя, куски коры и сучья, попадая в почву, с помощью бактерий постепенно превращаются в удобрения.

В процессе фотосинтеза многие древесные, кустарниковые и травянистые растения выделяют особые химические соединения, которые обладают большой активностью. Учёными определено 300 различных наименований химических веществ, содержащихся в воздухе природных лесов, различных ароматических соединений, эфирных масел и др. Леса способны активно преобразовывать химические и атмосферные загрязнения, особенно газообразные, причём наибольшей окисляющей способностью обладают хвойные насаждения, а так же некоторые сорта лип, верб, берёз. Кроме того, лес обладает возможностью поглощать отдельные компоненты промышленных загрязнений. Лес, особенно хвойный, выделяет фитонциды, которые убивают многих болезнетворных микробов, оздоравливают воздух. Лесопарковый пояс в непосредственном окружении является мощным резервом чистого воздуха для города и защитой от неблагоприятных ветров, заноса пыли из окружающей город территорий. В условиях все возрастающей урбанизации, роста населения городов и промышленных центров усиливается стремление людей к отдыху на лоне природы – в лесах и других естественных зонах отдыха. Оздоровительный эффект леса велик и при кратковременном пребывании в нём: наблюдается улучшение деятельности сердца, углубление дыхания, снижение возбудимости коры головного мозга, при этом улучшается настроение, восстанавливается работоспособность. Многие лесные массивы, в первую очередь пригородные леса, превратились в места массового отдыха. Однако следствием стремления к загородному воздуху стал большой экологический ущерб, который наносят природе отдыхающие. В сферу реакции попадают всё новые лесные территории, рекреационные нагрузки растут, вызывая ухудшение качественного состояния леса, а в некоторых случаях и его полную деградацию. Снижаются санитарно-гигиенические, водоохранные и почвозащитные функции природных лесов, теряется их эстетическая ценность. Совершенно очевидно, что для лесов, более или менее активно используемых для отдыха, нужны определённые режимы ведения хозяйства, специфические формы организации территории и регулярный контроль за их состоянием.

Лесу принадлежат решающая роль в поддержании гидрологического режима рек, в предупреждении дефляции и эрозии почв, а так же борьбе с засухами и сухостоями. В целях защиты почв от дефляции и эрозии, борьбы с засухой и повышения урожайности сельскохозяйственных культур в больших объёмах проводятся работы по защитному лесоразведению. Широкий размах получило облесение берегов рек, каналов, водохранилищ. Лесные полосы защищают водные источники от загрязнения сточными водами с полей, служат естественными фильтрами.
 Широко известны целебные и питательные свойства облепихи, черёмухи, лимонника, малины, шиповника, золотого корня, зверобоя, толокнянки, смородины. Многочисленные плодовые, ягодные и орехоплодные растения, входящие в состав растительного покрова, дают ежегодно не меньше 11 млн. тон ценнейших пищевых продуктов, содержащих сахар, витамины и другие вещества.

Масштабы и причины сокращения площадей лесов по континентам, по данным ФАО и другим источникам:
Континент  Лесопокрытая площадь, млн. га Скорость сокращения, га/год  Главная причина Азия   600 2-4 млн. Рубка, пастьба скота Африка   730 2-4 млн. Рубка, пастьба скота Латинская Америка 990 5-10 млн.   Рубка Северная Америка   580 40 тыс. Загрязнение Европа   150    12 тыс. 

Лес и деятельность человека

В процессе эволюции общества менялись характер и масштабы воздействия человека на лес, как и на природу в целом. Учёные полагают, что уже на стадии собирательства, охоты и рыболовства произошёл первый экологический кризис антропогенного происхождения. Равнинные леса Европы стали сокращаться в результате вырубки и применения огня. Значительно большие воздействия на лес проявились на стадии скотоводства и земледелия в развитии человеческого общества. По подсчётам, занимаемая площадь лесами за исторический период сократилось в 2 раза. Некоторые леса подвергались особенно сильному воздействию: уже сведено 40-50% первоначальной площади смешанных и широколиственных лесов, 85-90% - муссонных, 70-80% - средиземноморских сухих. На великой Китайской и Индо-Гангской равнинах осталось менее5% лесов. Темпы рубки лесов не замедляются: ежегодно их площадь сокращается на 200 тыс. км?. Особую тревогу вызывает состояние тропических лесов, образно выражаясь «лёгких» нашей планеты, которые вырубаются со скоростью 15-20 га в минуту (этот вопрос более подробно будет рассмотрен далее).

Леса Украины также подвергались интенсивному уничтожению. В результате лесистость снизилась с 50% до 33%, или в полтора раза. Площадь лесов, подвергающихся рекреационной нагрузке, в странах СНГ составляет 320-400 тыс. км?. На данной территории происходит существенное нарушение экосистем леса, экологических связей. Снижается лесистость территорий. Избирательность вырубок сказывается на породном составе леса. В наших лесах это приводит к снижению доли хвойных пород. Самый страшный враг леса – огонь. Пожар сравнивают с эрозией почвы, и это правильно. Эрозия – бич земледелия, пожар – бич лесов.

Одно из тревожных явлений последних лет – усыхание лесов: новый вид разрушения. Ведущий к нарушению всех внутриэкосистемных связей и к гибели лесной экосистемы. Начало заболевания леса, как правило, связывают с угнетающими действиями промышленного загрязнения окружающей среды: кислотные дожди, токсические вещества, содержащиеся в воздухе, а так же влиянием климатических факторов или даже микро волн, электрическими токами высокого напряжения и радиоактивностью. На ослабленных деревьях значительно увеличивается количество насекомых-паразитов, болезнь усиливается, больных деревьев становится больше. Возрастает опасность лесных пожаров, учащаются ветровалы в лесу, ухудшается качество древесины. Экосистема начинает деградировать и в конце концов погибает. Большие масштабы и высокие темпы нарушения лесов, разнообразие обуславливающих их причин затрудняет проведение конкретных лесоохранных мероприятий.

Лес и туризм

С давних времён лес всегда привлекал к себе большое количество охотников, сборщиков ягод и грибов и просто желающих отдохнуть. С развитием в нашей стране массового туризма количество посетителей леса, настолько возросло, что превратилось в фактор, который нельзя учитывать при охране леса. Миллионы людей в летнее время, особенно в субботние и воскресные дни, выезжают в пригородные леса, чтобы провести свои выходные дни или отпуск на лоне природы. Тысячи туристов совершают походы по одним и тем же маршрутам. В пригородных лесах нередко можно встретить целые палаточные городки с многочисленным населением. Посетители леса вносят крупные изменения в его жизнь. Для установки палаток рубят подрост, снимают, ломают и губят молодую поросль. Молодые деревья гибнут не только под кострищами, но и под топорами, а то и просто под ногами многочисленных посетителей. Леса, часто посещаемые туристами, настолько основательно захламляются консервными банками, бутылками, тряпками, бумагой и т. д., несут следы больших и малых ран, что это отрицательно сказывается на естественном лесовозобнавлении. Несут и везут букеты цветов, ветки зелени, деревьев, кустарников. Спрашивается, что же будет, если каждый из приходящих в лес сорвёт только по одной ветке, одному цветку? И не случайно после ряда лет браконьерского отношения к природе в наших, особенно пригородных, лесах не стало многих когда-то в изобилии растущих растений, кустарников и деревьев. Весной десятки тысяч горожан устремляются в леса за черёмухой, сиренью. Не удовлетворяются скромными букетами. Охапки, веники, зачастую на крышах автомобилей. Как тут не позавидовать тонкому вкусу японцев, которые считают, что букет испорчен, если в нём долее трёх цветков.
Не последние место в нанесение ущерба занимает обычай украшения новогодних ёлок. Если принять, что одна праздничная ёлка приходится на 10-15 жителей, то становится ясно каждому, что, к примеру, большому городу эта уютная традиция обходится ежегодно в несколько десятков, а то и сотен тысяч молодых деревьев. Особенно страдают малолесные районы. Присутствие даже одного человека не проходит для леса бесследно. Сбор грибов, цветов и ягод подрывает самовозобновление ряда видов растений. Костёр на 5-7 лет полностью выводит из строя клочок земли, на котором он был разложен. Шум отпугивает различных птиц и млекопитающих, мешает им нормально растить потомство. Обламывание ветвей, зарубки на стволах и другие механические повреждения деревьев способствуют заражению их насекомыми- вредителями.

Следует ещё раз напомнить: лес – наш друг, бескорыстный и могучий. Но он, словно человек, у которого открыта настежь душа, требует и внимания, и заботы от нерадивого, бездумного к нему отношения. Жизнь без леса немыслима, и мы все в ответе за его благополучие, в ответе сегодня, в ответе всегда. Рекреационные нагрузки подразделяются на безопасные, включающие как низкие, так и предельно допустимые нагрузки, опасные и критические и катастрофические. Безопасной можно считать нагрузку, при которой в природном комплексе не происходит необратимых изменений. Воздействие таких нагрузок приводит природный комплекс ко II или III стадии дигрессии. Нагрузку, соответствующую II стадии, условно называют «низкой», так как природный комплекс способен выдержать большую нагрузку, не теряя при этом восстановительной силы. Предельно допустимая рекреационная нагрузка приводит природный комплекс к III стадии дигрессии. Если природный комплекс переходит с III в IV стадию дигрессии, т. е. «першагивает» границу устойчивости, рекреационные нагрузки считаются опасными. Критические нагрузки соответствуют IV стадии дигрессии фитоценоза. Катастрофические нагрузки приводят природный комплекс к V стадии дигрессии, при которой нарушаются связи, как между природными компонентами, так и между их составными частями.

Разные типы природных комплексов, обладающие различной структурой и характером взаимосвязей между морфологическими единицами, по-разному реагируют на любые внешние воздействия, в том числе и на рекреационные нагрузки. Поэтому нагрузка безопасная для одного типа природного комплекса, может стать опасной или даже критической для другого типа. Основная задача ведения лесного хозяйства в зелёных зонах – сохранение и улучшение оздоровительных и защитных свойств лесов, и создание благоприятных рекреационных условий для массового отдыха населения

Лесные ресурсы

Для рационального использования все леса подразделяются на три группы. Первая группа. Леса, имеющие водоохранное и почвозащитное значение, зелёные зоны курортов, городов и других населённых пунктов, заповедные леса, защитные полосы вдоль рек, шоссейных и железных дорог, степные колки, ленточные боры Западной Сибири, тундровые и субальпийские леса, памятники природы и некоторые другие.

Вторая группа. Насаждения малолесистой зоны, расположенные в основном в центральных и западных районах страны, имеющие защитное и ограниченное эксплуатационное значение.

Третья группа. Эксплуатационные леса многолесных зон страны – районы Европейского севера, Урала, Сибири, и Дальнего Востока.

Леса первой группы не используются, в них проводятся только рубки в санитарных целях, омоложения, ухода, осветления и т. д. Во второй группе режим рубок ограниченный, использование в размере прироста леса. Леса третьей группы промышленный режим рубки. Они являются основной базой заготовки древесины. Кроме хозяйственной квалификации, леса различают и по их назначению и профилю – промышленные, водоохранные, полезащитные, курортные, придорожные и т. д.

Истребление лесов

Состояние лесов в мире. Состояние лесов в мире нелья признать благополучным. Леса интенсивно вырубаются и далеко не всегда восстанавливаются. Ежегодный объём рубок составляет более 4,5 млрд. м3. Особенно тревожит мировую общественность проблема лесов тропической и субтропической зон, где вырубается более половины мирового объёма годичной лесосеки. Уже деградировало 160 млн. га тропических лесов, а из вырубаемых ежегодно 11 млн. га восстанавливается плантациями лишь десятая часть. Тропические леса (рис.4) покрывающие 7% земной поверхности в районах, близких к экватору, нередко именуются лёгкими нашей планеты. Их роль в обогащении атмосферы кислородом и поглощении углекислого газа исключительно велика. Тропические леса – это место обитания 3 – 4 млн. видов живых организмов. Здесь обитает 80% видов насекомых, произрастает 2/3 известных видов растений. Эти леса поставляют 1/4 запасов кислорода. По данным ФАО, они сводятся со скоростью 100 тыс. км2 в год. 33% площади тропических лесов находятся в Бразилии, по 10% - в Заире и Индонезии.

Уникальны тропические леса Амазонки (7 млн. км2 ), которые охватывают 8 государств: Боливию, Бразилию, Венесуэлу, Колумбию, Перу, Эквадор, Гайану и Суринам. Амазония – это неповторимый уголок земли. Другого такого в природе просто нет. Чем он необычен? Это самая большая в мире низменность, с самой многоводной рекой, самым большим массивом тропического леса. Его флора насчитывает до 4000 видов деревьев, когда во всей Европе их всего 200. Только малая часть амазонских растений исследована. Многие из них могли стать основой для новых лекарств и сельскохозяйственных культур. Но беспощадный топор и огонь грозят лишить нас всех этих богатств. Амазония оказывает огромное влияние на климат планеты. Это очень важная, обширная часть сложного и хорошо отлаженного природой механизма – биосферы Земли. Если его нормальная работа нарушится, это приведёт к серьёзным последствиям, больно ударит по всем нам, где бы мы ни жили. Особое беспокойство вызывают пожары в Амазонии. Ведь при этом выделяется углекислый газ. Космонавты свидетельствуют: лес в Амазонии на огромных площадях затянут сизой дымкой. Его жгут, чтобы очистить ещё один участок земли под плантации. Среднее число мелких пожарищ доходит в отдельные месяцы до 8 тыс. В определённый момент весь лес в Южной Америке может в конце концов вспыхнуть одним гигантским костром из-за многочисленных поджогов. Право решать судьбу тропических лесов целиком принадлежит амазонским странам, В 1989 г. 8 южноамериканских государств – членов Амазонского пакта приняли «Амазонскую декларацию». Она призывает к защите экологического и культурного достояния амазонских регионов, рациональному подходу к задачам их социально-экономического развития, уважению прав проживающих там индейских племён и народностей.

Неблагополучно положение с лесами и на Европейском континенте. На первый план здесь выходят проблемы загрязнения атмосферы промышленными выбросами, уже начинающими носить континентальный характер. Ими поражено 30% лесов Австрии, 50% лесов ФРГ, а так же леса Чехословакии, Польши, Германии. Наряду с чувствительными к загрязнению елью, сосной, пихтой, стали повреждаться такие относительно устойчивые породы, как бук и дуб. Леса Скандинавских стран сильно пострадали от кислотных дождей, образующихся при растворении двуокиси серы, выбрасываемой в атмосферу промышленностью других европейских стран. Аналогичные явления отмечены в Канадских лесах от загрязнений, переносимых из США. Случаи гибели лесов вокруг промышленных объектов отмечаются и России, в частности на Кольском полуострове и в районе Братска.

III . Гибель тропических лесов. Разрушаются практически все типы местообитаний, однако острее всего эта проблема стоит во влажных тропических лесах. Ежегодно здесь вырубается или подвергаются каким-либо иным воздействиям леса на площади, равной примерно территории всей Великобритании. При сохранении существующих темпов разрушения этих лесов через 20-30 лет от них практически ничего не останется. Между тем, по подсчётам специалистов, две трети из 5-10 млн. видов живых организмов, населяющих нашу планету, обнаружены в тропических лесах. Чаще всего в качестве основной причины гибели большей части тропических лесов называют чрезмерный рост численности населения. Это последнее обстоятельство в развивающихся странах ведёт к увеличению заготовки дров для отапливания жилищ и расширению площадей для подсечного земледелия, практикуемого местными жителями. Некоторые эксперты считают, что обвинение направлено не по адресу, так как, по их мнению, с подсечным способом обработки земли связано уничтожение лишь 10-20% лесов. Значительно большая часть тропических лесов уничтожается из-за широкомасштабного развития скотоводства и строительства военных дорог в Бразилии, а так же в результате роста потребности в древесине тропических деревьев, вывозимой из Бразилии, Африки и Юго-Восточной Азии.

IV . Как остановить гибель тропических лесов? Ряд организаций, такие, как Всемирный банк и продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН, приложили немало интеллектуальных усилий и финансовых средств к тому, чтобы попытаться остановить массовую гибель тропических лесов. За период с 1968 по 1980г. Всемирный банк затратил 1 154 900 $ на программы восстановления тропических лесов. Но пока ещё неясно, повлияло ли это сколько-нибудь значительным образом на решение проблемы. Одна из причин малоэффективности предпринимаемых мер состоит в том, что значительно большие суммы расходуются на проекты развития сельского хозяйства. Когда правительство страны имеет возможность выбирать между программой развития сельского хозяйства и проектами восстановления лесов, выбор, как правило, делается в пользу первой программы, так как она обещает быстрое удовлетворение потребностей населения в продуктах питания. Друга причина заключается в том, что займы, аналогичные тем, которые предоставляются Всемирным банком, на самом деле иногда способствуют расширению вырубки лесов. Страна может счесть для себя более выгодным сначала получить доход с продажи древесины спелых деревьев, а затем, используя полученные займы, осуществить программу восстановления вырубленных лесов. Следовательно, в результате такой постановки дела сумма займа удваивается.

Гаппи (Guppy,1984) сделал интересное предложение, которое заключается в том, чтобы создать организацию стран - производителей древесины (ОТЕС), аналогичную по структуре успешно функционирующему нефтяному картелю ОРЕС. По мнению Гаппи, цена на древесину тропических деревьев сильно занижена на мировом рынке, В процессе вырубки лесов только 10% деревьев удостаивается внимания лесозаготовителей. Из остальных деревьев, произрастающих в лесу, 55% непоправимо разрушаются, а оставшиеся 35% остаются нетронутыми. Между тем многие деревья, оставшиеся непроданными, вполне пригодны для использования и экспорта и обладают прекрасной древесиной. Просто рыночные цены не оправдывают расходов на транспортировку. В силу того, что древесина тропических деревьев приносит столь незначительную прибыль на мировом рынке, проекты сохранения и развития лесных массивов никак не могут конкурировать с проектами развития сельского хозяйства, строительства плотин для ГЭС или какими-либо иными планами развития. Предлагаемый картель мог бы, искусственно завышая цены на древесину тропических лесов на мировом рынке, способствовать повышению значимости сохранения лесных массивов. Кроме того, часть доходов, получаемых за счёт повышения цен на древесину, можно было бы направлять на проекты восстановления лесов. Приведёт ли этот путь к спасению тропических лесов – покажет будущее. Ясно, однако, то, что этот план отвечает одному очень важному требованию: его осуществление не приведёт к тому, что вся тяжесть бремени и жертв, связанных с сохранением вымирающих видов животных и растений, падает на плечи той части населения земного шара, которая меньше всего готова к этому, а именно на плечи населения развивающихся стран.

Промышленное лесопользование

Термин «лесные пользования», или «лесопользование», обозначает использование всех ресурсов леса, всех видов лесных богатств.

Главное лесопользование занимается заготовкой и использованием древесной продукции: основной – древесины, второстепенной – живцы, коры, щепы, пней, луба. Побочное лесопользование использует не древесную продукцию, и по признакам оно близко к промысловому лесопользованию. Отличительной чертой двух типов природопользования является то, что для промышленного лесопользования характерен широкий круг экологических проблем, а для побочного особенно значимы проблемы, связанные с избытком посещений лесных массивов и неумеренным изъятием биологических ресурсов леса.

Промышленное лесопользование. Главным направлением промышленного лесопользования является заготовка древесины. С этим связанно возникновение экологических проблем в зонах массовых заготовок леса. Одним из основных последствий заготовки древесины является замена коренных лесов вторичными, как правило, менее ценными и нередко менее продуктивными. Но это только первый шаг. Рубка запускает механизмы глубоких экономических изменений в регионе исчезновения леса. Эти изменения затрагивают все сферы. Интенсивность изменений зависит от интенсивности рубок, а они, в свою очередь, зависят от ряда факторов: потребность в древесине, транспортная доступность района заготовок, оснащённость работ на лесосеке. Так же на интенсивность рубок влияют состав пород и возраст лесов. Неблагоприятные последствия особенно проявляются в тех случаях, когда наблюдается переруб древесины (вырубается больше, чем произрастает за год). При рубках, отстающих по темпам прироста древесины, наблюдается недоруб, который приводит к старению леса, снижению его продуктивности, заболеваниям старых деревьев. Следовательно, переруб приводит к истощению лесных ресурсов в одних районах, а недоруб – к недоиспользованию их в других. И в том, и в другом случае мы имеем дело с нерациональным природоиспользованием. Поэтому лесоводы отстаивают концепцию непрерывного лесопользования, основанного на сбалансированности сведения и возобновления лесов и запасов древесины. Однако пока на планете преобладает переруб лесов.

Возникновение экологических проблем связано не только с масштабами рубки лесов, но и со способами рубки. Сопоставление положительных и отрицательных последствий свидетельствует о том, что выборочная рубка является более затратной формой, отличается меньшим экологическим ущербом. Лесные ресурсы – ресурсы возобновимые, но этот процесс занимает 80-100 лет. Этот период удлиняется в тех случаях, когда земли сильно деградируют после сведения лесов. Поэтому наряду с проблемами лесовосстановления, которые могут осуществляться путём самовосстановления лесопосадок и для ускорения – путём создания лесных плантаций, встаёт проблема бережного использования заготовленной древесины. Но сведению лесов – деструктивному антропогенному процессу противостоит стабилизирующая антропогенная деятельность – стремление к полному использованию древесины, к применению щадящих методов рубки леса, а так же конструктивная деятельность – лесовосстановление.

Лесные пожары

К числу важных абиотических факторов, влияющих на характер образующихся в экосистеме сообществ, следует отнести пожары. Дело в том, что некоторые территории регулярно и периодически подвергаются пожарам. В хвойных лесах, произрастающих на юго-востоке США, и безлесых саванах, а так же в степной зоне пожары – весьма распространённое явление. В лесах, где пожары случаются регулярно, деревья обычно имеют толстую кору, которая делает их более устойчивыми к огню. Шишки некоторых сосен, например сосны Банкса лучше всего высвобождают семена, когда нагреваются до определённой температуры. Таким образом, семена высеваются в то время, когда другие растения кон Число лесных пожаров в оном из районов Сибири за два столетия: В некоторых случаях почва после пожаров обогащается биогенными элементами, такими, как фосфор, калий, кальций, магний. В результате животные, пасущееся на подвергающихся периодическим пожарам участках, получают более полноценное питание. Человек, предотвращая естественные пожары, тем самым вызывает изменения в экосистемах, для поддержания которых требуется периодические выгорания растительности. В настоящие время пожары стали весьма распространённым средством контроля за развитием лесных массивов, хотя общественное сознание с трудом свыкается с этой мыслью.
Защита лесов от пожаров. Леса Земли жестоко страдают от пожаров. Лесные пожары уничтожают ежегодно 2 млн. тонн органического вещества. Они наносят большой вред лесному хозяйству: уменьшается прирост деревьев, ухудшается состав лесов, усиливаются буреломы, ухудшаются почвенные условия и ветроломы, ухудшаются почвенные условия. Лесные пожары способствуют распространению вредных насекомых и дереворазрушающих грибов. Мировая статистика утверждает, что 97% лесных пожаров происходит по вине человека и лишь 3% - за счёт молний, главным образом шаровых. Пламя лесных пожаров уничтожает на своём пути и флору, и фауну. В России уделяется огромное внимание защите лесов от пожаров. В результате принятых за последние годы мер по усилению профилактических противопожарных мероприятий и осуществлению комплекса работ по своевременному обнаружению и тушению лесных пожаров силами авиационных и наземных лесопожарных подразделений площади лесов, пройденные огнём, особенно в европейской части России, значительно сократились.

Однако количество лесных пожаров всё ещё велико. Пожары возникают из-за неосторожного обращения с огнём, из-за глубокого нарушения правил пожарной безопасности при проведении сельскохозяйственных работ. Повышенную опасность пожаров создаёт захламлённость лесных территорий.

В настоящие время значительно расширены права лесной государственной охраны по борьбе с нарушителями противопожарного режима в лесах, привлечению к ответственности должностных лиц и граждан, нарушающих требования пожарной безопасности. В обжитых районах с интенсивным лесным хозяйством, охрану лесов от пожаров обеспечивают лесохозяйственные предприятия и имеющиеся в их составе специализированные подразделения – пожарно-химические станции. Всего таких станций в стране около 2700. Для повышения пожароустойчивости лесов в крупных масштабах проводят работы по противопожарному устройству лесного фонда, создают системы противопожарных разрывов и барьеров, сеть дорог и водоёмов, леса очищают от захламлённости. Возникающие в лесу загорания обнаруживают в основном при помощи пожарно-наблюдательных стационарных пунктов, а так же работников лесной охраны при наземном патрулировании. На вооружении лесопожарных подразделений - автоцистерны, вездеходы, грунтомеры и пеногенераторы. Широко используются шнуровые заряды взрывчатых веществ, а так же искусственно вызываемые осадки. Внедряется телевизионная аппаратура, облегчающая труд наблюдателей. Предусматривается использование инфракрасных авиадетекторов для обнаружения с воздуха очагов горения в условиях сильной задымлённости. Используется информация, получаемая с искусственных спутников Земли. Повышению оперативности в обнаружении и тушении лесных пожаров будет способствовать внедрение рассчитываемых с помощью компьютеров оптимальных режимов работы подразделений авиалесоохраны. В малонаселённых районах Севера, Сибири и Дальнего Востока для охраны лесов используется вертолёты и самолёты с командами парашютистов и десантников-пожарных. Барьером на пути лесного пожара может быть раствор, своевременно внесённый в почву на границе горящего участка. Например, раствор бишофита, дешёвого и безвредного.
Важным разделом противопожарной профилактики является хорошо организованная противопожарная пропаганда с помощью радио, печати, телевидения и других средств массовой информации. Работники лесного хозяйства знакомят население, рабочих лесных промыслов и экспедиций, отдыхающих туристов с основными требованиями правил пожарной безопасности в лесу, а так же с мерами, которые должны применяться в соответствии с действующим законодательством к лицам, нарушающим эти правила. Защита леса от вредных насекомых и болезней. Для защиты лесных насаждений от повреждений применяются профилактические мероприятия, направленные на предупреждение появления и массового размножения лесных вредителей и выявление болезней. Для уничтожения вредителей и болезней используется истребительные меры борьбы. Профилактика и истребительная борьба обеспечивают эффективную защиту насаждений при условии своевременного и правильного их применения.

Защитным мероприятиям предшествует лесоэнтомологическое обследование, установление мест распространения вредных насекомых и болезней. На основе полученных данных решается вопрос о целесообразности применения тех или иных защитных мероприятий.

Мероприятия по борьбе с вредителями и болезнями леса делят по принципу их действия и технического применения на группы: лесохозяйственные, биологические, химические, физико-механические и карантинные. В практике эти способы лесозащиты используются комплексно, в виде системы мероприятий. Рациональное сочетание способов борьбы обеспечивает наиболее эффективное подавление жизнедеятельности вредных организмов в лесу. Лесохозяйственные мероприятия в лесозащите имеют преимущественно профилактическое назначение: они предупреждают распространение вредных насекомых и болезней, повышают биологическую устойчивость растений. В период закладки питомников и создания лесокультур сортируется и отбирается высококачественный посевной и посадочный материал во избежании заноса вредителей и возбудителей болезней. Уделяется внимание агротехническим приёмам посева и посадки, так как при нарушении агротехники ухудшается приживаемость растений и создаются условия для их заболевания и повреждения насекомыми.

В основе биологических методов защиты леса от вредителей лежит использование хищников и паразитических насекомых (энтомофагов), насекомоядных птиц и зверей, а так же патогенных бактерий и вирусов. Большое значение приобретает микробиометод, основанный на использовании патогенных микроорганизмов. Предложен ряд бактериальных препаратов: дендробацилин, инсектин, таксобактерин, экзотоксин, битотоксибациллин, гомелин и др. Защита леса от вредителей и болезней должна осуществляться способами методами, не наносящими вреда человеку и окружающей среде. Химический метод борьбы с вредными насекомыми и болезнями основан на применении ядовитых веществ против насекомых – инсектицидов, против грибных заболеваний – фунгецидов. Действие инсектицидов и фунгецидов основано на химических реакциях их с веществами, входящими в состав клеток организма. Характер реакции и сила воздействия ядовитых веществ проявляется по-разному в зависимости от их химической структуры и физико-химических свойств, а так же от особенностей организма. Химические методы борьбы осуществляются с помощью наземных машин, самолётов и вертолётов. Наряду с химическими и биологическими способами используются и физико-механические: соскабливание кладок яиц непарного шелкопряда, срезание паутинных гнёзд златогузки и побегов сосны, поражённых вертуном и пеговьюнами, сбор личинок пильщика и жуков майского, хруща и др. Эти приёмы трудоёмки, поэтому применяются редко и только на небольших участках.

Меры по охране леса

Основными задачами охраны леса являются его рациональное использование и восстановление. Всё большее значение приобретают мероприятия по охране леса малолесистых районов в связи с их водоохранной, почвозащитной, санитарно-оздоровительной ролью. Особое внимание должно уделяться охране горных лесов, так как они выполняют важные водорегулирующие, почвозащитные функции. При правильном ведении лесного хозяйства повторные рубки на том или ином участке должны проводиться не ранее чем через 80 – 100 лет, при достижении полной спелости. Важная мера по рациональному использованию лесов – это борьба с потерями древесины. Нередко при заготовке древесины происходят значительные потери. В местах рубок остаются ветви, хвоя, которые являются ценным материалом для приготовления хвойной муки – витаминного корма для скота. Отходы от рубки леса перспективны для получения эфирных масел.

Лес очень трудно поддаётся восстановлению. Но всё же лес восстанавливают на вырубленных территориях, сеют на непокрытых лесом площадях, реконструируют малоценные насаждения.

Наряду с искусственным лесовыращиванием широко распространены работы по естественному возобновлению леса (оставление обсеменителей, уход за самосевом хозяйственно-ценных пород и др.). Большое внимание уделяется сохранению подроста в процессе рубки леса. Разработаны и внедрены в производство новые технологические схемы лесосечных работ, которые обеспечивают сохранение подроста и молодняка при лесоэксплуатации. Существенным фактором повышения продуктивности лесов и обогащение их состава является выведение новых ценных форм, гибридов, сортов и интродуцентов. Изучение формового разнообразия и отбор хозяйственно-ценных форм осуществляется на новой теоретической основе, на базе анализа фено- и генотипической структур естественных популяций и выделения на основе сравнительного анализа биотипов с определёнными ценными признаками. При отборе ценных форм в природе и оценки гибридов обращается внимание на растения, имеющие не только высокую продуктивность к возрасту количественной или технологической спелости, но и растения, отличающиеся высокой интенсивностью.

Полевое кормопроизводство - отрасль сельского хозяйства, которая занимается производством кормовых культур на пахотных землях и на естественных сенокосах и пастбищах. Оно даёт грубые, концентрированные и сочные корма.

Кормопроизводство как научная дисциплина разрабатывает теоретические основы и практические приёмы получения высоких и устойчивых урожаев кормовых культур на пашне, а также улучшения естественных и создания сеяных сенокосов и пастбищ, правильного их использования.

Естественные сенокосы и пастбища являются одним из источников получения дешёвых кормов для животных. На их долю приходиться более 1/6 часть площади сельскохозяйственных угодий в стране, но дают мало кормов. Низкая продуктивность естественных кормовых угодий обусловлена их плохим мелиоративным состоянием, плохими почвами, неудовлетворительным состоянием травостоя, отсутствием необходимого ухода за ним, а также нерациональным его использованием.

Большое влияние на изменение луговых растительных сообществ оказывает регулярное сенокошение, вызывающее изменение видового состава травостоя и его продуктивности. Сенокошение проводится в разные сроки, при разных фазах развития культур, так что необходимо чередовать тот или иной вид скашивания.

Сено - один из основных видов корма в зимний стойловый период содержания скота. По своей питательности оно превосходит все другие грубые корма. В 100 кг лугового сена содержится 42 к.ед и 4,8 кг перевариваемого протеина, который отличается высокой биологической полноценностью.

Наиболее сильное и многообразное влияние на изменение растительности оказывает выпас скота, но если его не делать, то поверхность почвы постепенно будет покрываться отмершими надземными органами растений, появляются мхи.

Учитывая вышеприведённые условия необходимо вести наиболее целесообразное использование лугов и пастбищ.

Повышение кормовой базы животноводства можно добиться путём развития лугопастбищного хозяйства, то есть улучшение естественных кормовых угодий.

К основным мероприятиям по поверхностному улучшению относятся:

1)культуртехнические работы (расчистка угодий от древесно-кустарниковой растительности, уничтожение кочек, отчистка от мусора);

2) улучшение и регулирование водного режима;

3) улучшение режима питания (внесение удобрений);

4) уход за дерниной и травостоем лугов;

5) улучшение лесных и устройство лугопарковых пастбищ.

Коренное улучшение проводят на участках с низкой продуктивностью, с плохим составом травостоя, а также на заболоченных и засоленных угодьях. В результате коренного улучшения значительно усиливается биологическая активность почвы, происходит разложение органического вещества, накапливаются питательные вещества в усвояемой форме для растений, что способствует получению высокого урожая трав.

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИРОДНЫХ КОРМОВЫХ УГОДИЙ И

МЕРОПРИЯТИЯ ПО ИХ УЛУЧШЕНИЮ

2.1 Инвентарная опись кормового угодья

1. Площадь, га - 48.

2. Рельеф - Центральная затопляемая пойма.

3. Источник и степень увлажнения - осадки, грунтовые воды, залегают на глубине 1 метра.

4. Название почв - чернозём типичный.

5. Преобладающие виды растений - злаковые 40%.

6. Процентное участие в травостое злаков - 40%, бобовых 10%, разнотравья - 30%.

7. Урожайность сухой массы - 30 ц/га.

8. Расстояние от населенного пункта, ферма, км - 5.

9. Культур-техническое состояние: залесённость - 4%, закустарённость -21%, закочкарённость - 20%, засорённость пнями и камнями 5%.

10.Современное состояние и использование - стадия дернового процесса: молодой луг, стадия пастбищной дигрессии: сенокосная (слабое влияние выпаса, сходное с нормальным влиянием сенокошения, верховые злаки преобладают, а крупное разнотравье уменьшается), способ использования: сенокосный, общая оценка средняя.

11.Проектируемые мероприятия – поверхностное улучшение, способ использования после улучшения - сенокосный, плановая урожайность - 45ц/га.

2.2 Основание системы мероприятий и видов работ по улучшению

природных кормовых угодий

Так как луг молодой и участие в травостое злаков - 40%, бобовых 15%, разнотравья - 30% я выбираю поверхностное улучшение сенокоса.

Система поверхностного улучшения предполагает сохранение естественной растительности полностью или частично и создание лучших условий для её роста и развития, повышение продуктивности сенокосов и пастбищ. Для этого необходимо создать наиболее благоприятные условия произрастания, то есть создание оптимального водного и воздушного режима.

Система поверхностного улучшения включает следующие мероприятия:

1) культуротехнические работы (расчистка угодий от древесно-кустарниковой растительности, уничтожение кочек, отчистка от мусора);

2) улучшение и регулирование водного режима;

3) улучшение режима питания (внесение удобрений);

4) уход за дерниной и травостоем лугов;

5) улучшение лесных и устройство лугопарковых пастбищ.

В моём поверхностном улучшении не требуются все эти мероприятия, а только нижеприведённые:

1)Расчистка от древесной и кустарниковой растительности - можно вести тремя методами: химическим, механическим и химико-механическим. Механический способ заключается в расчистке кусторезами и бульдозерами (проводят зимой по замёрзшей почве) и корчёвке пней. Для срезки кустарника и мелколесья применяют кусторезы Д-514, ДП-24, МТП-43Х, также используется корчеватель-собиратель Д-513А. Срезанные кустарники и мелколесье сжигают в весенне-летний период, золу равномерно разравнивают по участку бульдозерами.

Пни корчуют летом: диаметром до 15 см - корчевальной бороной К-1 или рельсовой бороной, а диаметром более 15 см - корчевателями-собирателями Д-496А,Д-513Аидр.

Для уничтожения древесно-кустарниковой растительности химическим способом используют гербициды (бутиловый эфир и амминую соль 2,4-Д). Обработку проводят ранней весной, летом и осенью в сухую погоду с помощью аэрозольных генераторов.

Уничтожение древесно-кустарниковой растительность способствует интенсификации водной и ветровой эрозии, в связи с этим необходимо проводить искусственные посадки.

2)Уничтожение кочек - так как по происхождению кочки делят на осоковые, моховые, пневые, валунные, землеройные, муравейники. Уничтожение кочек целесообразно, если они занимают не более 25-35% всей площади.

В зависимости от характера образования, высота кочек используют механические и химические методы борьбы. Осоковые кочки, мешающие механизированной уборке сена, ликвидируют, применяя химические и механические методы обработки. Мелкие кочки уничтожают тяжёлыми дисковыми боронами БДНТ-2,2, средние и крупные - фрезерованием (ФБН-2,0). Фрезерование слабозадернелых кочек проводят в один, плотнодерновинных - в два следа.

Свежие землеройные кочки, образованные кротами, мышами, водяными крысами, разравнивают шлейфовальными и шарнирными луговыми боронами БПШ-3,1 и БЛШ-2,3, рельсовыми волокушками с последующим прикатыванием тяжёлыми катками.

Скотобойные кочки, образованные в результате чрезмерного выпаса скота по влажной почве, сначала дискуют, затем растаскивают волокушей и прикатывают тяжёлыми катками.

3)Отчистка от мусора, хвороста и камней — используют обычные и рельсовые бороны, кустарниковые грабли. Мусор и хворост сжигают на месте или вывозят с участка.

Камни собирают и транспортируют камнеуборочной машиной УКП-0,6 или навесными камнеподборниками УСК-0,7А. Собранные камни используют в хозяйственных целях.

4) Улучшение и регулирование водного режима - не рентабельно в моём хозяйстве, так как оно находиться в зоне достаточного увлажнения, атмосферные осадки и грунтовые воды обеспечивают сенокос необходимой влагой.

5) Внесение удобрений - многократное использование кормовых угодий в ранние фазы развития луговых трав для заготовки сена или выпас приводит к значительному выносу питательных веществ из почвы.

Для восполнения запасов питательных веществ в почве, повышения урожая трав и их качества, сохранения продуктивного долголетия травостоя необходимо внесение удобрений: органических, минеральных, микроудобрений, бактериальные препараты, известковые материалы.

Из органических удобрений при поверхностном улучшении используют навоз, навозную жижу, компосты и т.д. Навоз вносят в полуперепревшем состоянии поверхностно один раз в три года, дозы внесения 20-40 т на 1 га.

Из минеральных удобрений на сенокосах и пастбищах применяют азотные, фосфорные и калийные удобрения. Из твёрдых азотных удобрений используют аммиачную селитру, сульфат аммония, натриевую и кальциевую селитру, мочевину. Из фосфорных удобрений применяют суперфосфат, фосфоритную муку. Из калийных удобрений чаще всего применяют хлорид калия, калийную соль и сильвинит.

Азотные, фосфорные и калийные удобрения вносят поверхностно по травостою различными разбрасывателями. На сенокосах и пастбищах применяют твёрдые и жидкие комплексные удобрения, которые содержат в своём составе два или три питательных элемента

Известкование применяют для нейтрализации кислых почв, а гипсовые материалы - для улучшения солонцовых почв. Известкование кислых почв - одно из основных мероприятий по повышению урожайности сенокосов и пастбищ. При известковании резко повышается эффективность использования удобрений. В качестве известковых материалов используют известняк молотый, доломитовую муку.

На сенокосах и пастбищах с бобово-злаковым травостоем в первую очередь вносят фосфорно-калийные удобрения, так как эти травостои не нуждаются в больших дозах азота.

При внесении минеральных удобрений следует учитывать содержание этих элементов в почве, биологических требований лугопастбищных трав и характер использования травостоя.

На сенокосах небольшие дозы азотных удобрений вносят в один приём весной, фосфорные удобрения вносят ежегодно в один приём весной, после первого укоса и осенью. Калийные удобрения в отличии от азотных характеризуются более длительным последействием, поэтому вносить их можно один-два раза за сезон: весной и осенью (за месяц до окончания вегетации трав).

6) Омоложение лугов - повышение урожая и дополнительное обогащение травостоя ценными кормовыми травами достигают сочетанием дискование с подсевом трав и внесением удобрений.

Подсев трав проводят при расчистке залесённых угодий, после уничтожения кочек, удаления камней. Большое значение при подсеве имеет правильный подбор трав. Необходимо учитывать природные условия, состав травостоя, характер использования угодья и биологические особенности подсеваемых видов. Наилучшие результаты дают травы, распространённые в естественных сообществах. Подсевом могут служить такие культуры как: лядвенец рогатый, костёр безостый, тимофеевка луговая, овсяница луговая, ежа сборная, люцерна посевная, житняк.

Посев производят зернотравяной (СУТ-47) или луговотравяной (СЛТ-3,6) сеялками с последующим прикатыванием почвы. При подсеве трав применяют половинные нормы от норм высева в чистом виде.

Таблица 8.

Приёмы улучшения природного кормового угодья.

Название работ	Марка машины	Агротехнические требования и сроки проведения работ
Расчистка т древесной и кустарниковой растительности - механический - химический	Кусторезы Д-514, ДП-24, МТП-43Х корчеватель- собиратель Д-513А, в агрегатах МП-7А+Т-130, ДП- 8А+ДТ-75 Аэрозольные генераторы	Осенью и весной, уничтожение древесной и кустарниковой растительности Бутиловый эфир и амминую соль 2,4-Д, 6-14л/га. проводят ранней весной, летом и осенью в сухую погоду
Уничтожение кочек	Дисковыми боронами БДНТ2,2,фрезерованием (ФБН-2,0)	Осенью или ранней весной с полным уничтожением кочек
Отчистка от мусора, камней	Камнеуборочная машина УКП-0,6, навесной камнеподборник УСК-0,7А	отчистка сенокоса, облегчение механизированных работ
Внесение мин. и орг. удобрений	разбрасывателями	весной и осенью
Подсев трав	зернотравяной (СУТ-47) или лугово-травяной (СЛТ-3,6) сеялками с последующим прикатыванием.	весной (с минеральными удобрениями), осенью и летом

2.3 Составление травосмеси и расчёт нормы высева

Травосмеси классифицируются: простые(2-3 года), полу сложные (4-6 лет), сложные (более 6 лет).

По назначению: сенокосные, пастбищные, сенокосно-пастбищные.

По длительности использования: краткосрочные (2-3 года), среднесрочные (4-6 лет), долгосрочные (более 7 лет).

По видовому составу: злаковые, злаково-бобовые, злаково-разнотравные, злаково-бобово-разнотравные.

Подбор компонентов зависит от типа и назначения угодья, плодородия почвы, влагообеспеченности и срока использования.

Набор трав связан с учётом долголетия, высоты, облиственности, типа побегообразования, продуктивности угодья, зимоморозоустойчивости и устойчивости к затоплению. Расчёты веду по форме таблицы 9.

Количество семян каждого вида в травосмеси рассчитываю по формуле:

К = П х Н / X, кг/га,

где:

П - процентное участие в травосмеси, кг/га.

Н - норма высева в чистом виде, кг/га.

X - посевная годность, %.

Посевная годность (X) рассчитываю по формуле:

Х = АхВ/100,%,

где:

А - частота семян, % (табличные данные). В - всхожесть семян, % (табличные данные).

Расчёты веду на примере люцерны пёстрогибридной, для всех последующих культур они будут одинаковые. К =15,5 х 18/67,2 = 4кг/га. Х = 96х 70/100 = 67,2%.

Таблица 9.

Составление травосмеси

№ п/п	Группа растений	% участие в травосмеси, кг/га (П)	Норма высева в чистом виде, кг/га(Н)	Посевная годность, %(Х)	Необходимо высеять в травосмеси, кг/га(К)
1	Бобовые верховые: -люцерна пёстрогибридная -клевер красный	15,5 15,5	18 17	67,2 72	4 3,7
2	Злаковые верховые рыхлокустовые: -овсяница луговая -ежа сборная	28,5 28,5	20 18	76 71,2	7,5 7,2
3	Злаковые верховые корневищные - костёр безостый	12	25	71,2	4,2
	Итого:	100	98	-	26,6

Вывод: исходя из данных таблицы видно, что необходимо высеять в травосмеси 26,6 кг/га семян.

Преимущество травосмеси над чистыми посевами:

1) Превосходят по продуктивности, она повышается в 1,5 - 2,5 раза;

2) Качество травосмеси выше при скармливании животным, так как злако-во-бобовые травы содержат больше протеина, витаминов, микроэлементов, чем при использовании только злаковых;

3) Травосмесь полнее использует питательные вещества, солнечную энергию и воду;

4) Бобовые не только обогащают почву азотом, но и способствуют увеличению содержания его в злаковых компонентах;

5) В травосмесях повышается зимостойкость, засухоустойчивость и устойчивость трав к болезням и вредителям;

6) Травосмеси более долгосрочные в использовании, чем чистые посевы.

3. ОРГАНИЗАЦИЯ РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СЕНОКОСОВ И ПАСТБИЩ

На сенокосах заготавливают сено, его качество зависит не только от поступления влаги, тепла и света, но так же и от времени скашивания данного травостоя. В течение вегетационного периода происходят изменения в структуре травостоя: изменяется число побегов, их высота, площадь листьев, идёт распределение массы надземных органов. Так же растения накапливают за период вегетации питательные вещества.

Вследствие этого необходимо учитывать сроки скашивания. Раннее и позднее скашивание отражается не очень благоприятно на продуктивности травостоя. Если скашивать рано, то травостой ещё не накопит питательные вещества в необходимом количестве, так как накопление происходит в период колошения или бу-тонизации и заканчивается во время цветения. В более поздний период скашивание, питательные вещества, накопившиеся в фазу колошения и бутонизации, будут уменьшаться в растении.

Уборка трав на сено у злаковых и бобовых культур по времени не одинакова. Скашивание у злаковых необходимо проводить в фазу начало колошения, а у бобовых в фазу бутонизации и завершать не позднее цветения.

Большое значение имеет высота скашивания, высокое скашивание трав приводит к значительному недобору растительной кормовой массы, по мере питательных веществ, так как богатые белками прикорневые листья злаковых трав не скашиваться. Низкое скашивание может вызвать снижение урожая трав в последующие годы.

Высота скашивания трав на сено в основном должна быть 5-6 сантиметров, во втором укосе 6-7 сантиметров, трав первого года жизни 10-12 сантиметров. В пойме высота скашивания 5-8 сантиметров, а на средневлажных и перувлажнённых лугах 5-6 сантиметров. В зависимости от типа сенокосов нужно придерживаться очерёдности скашивания: сначала более сухие, затем влажные. При скашивании пойменных сенокосов, в указанные периоды вегетации, можно получить второй укос или оставить отаву для выпаса скота. Если умеренный выпас скота на отаве, то из травостоя выпадают высокостебельные виды растений.

Если первый укос провести своевременно, то от него будит зависеть полноценность последующих укосов. При втором укосе получают 50-70% сена по сравнению с первым и сено по качеству выше, так как надземная масса трав более низкая. Отава содержит белка в 1,5-2 раза больше, чем трава основного года, но перевариваем ость её ниже.

Если сенокошение двуукосного вида, то урожайность трав в последующие годы будит снижаться, так как растения будут больше поглощать питательные вещества из почвы. Так что эту систему уборки трав можно использовать на достаточно влажных, обогащенных питательными элементами почв, заливных низменных, лугах, сеянных и природных сенокосах.

После использования двуукосной системы, для восполнения питательных веществ необходимо вносить удобрения органические и минеральных.

Скашивать отаву следует не позднее, чем за 20 - 25 дней до наступления заморозков, так как растения до наступления морозов должны успеть накопить в корнях необходимый запас питательных веществ для перезимовки и развития весной. Если удобрения вносить систематически и использовать культурный сенокос правильно, то можно получить до 3 - 4 укосов.

При систематическом скашивании одних и тех же угодий в течение нескольких лет подряд в ранние сроки, как при однократном использовании, так и при многократном, наблюдается снижение урожаев в последующие годы. Вследствие этого необходимо установить рациональный сенокосооборот.

Корневая система растений ослабевает, если проводиться систематическое скашивание на ранних периодах вегетации (фаза кущения), так же отрицательно влияет на формирование запасных веществ, наибольшее накопление которых происходит в период полного цветение и до созревания семян.

Так как при систематическом скашивании заметно снижается урожайность, то при многократном использовании необходимо устанавливать сроки второго и последующих укосов. Чтобы снизить отрицательное влияние раннего скашивания можно использовать такие приемы как: чередование сроков скашивания по годам и участкам.

Некоторые участки скашивают в ранние сроки для получения высококачественного сена, а более позднее скашивание на естественных сенокосах с целью самообеспеченности луговых трав.

Чередование сроков скашивания по годам проводиться в следующие вегетационные фазы трав:

1) Начало колошения;

2) Колошение;

3) Начало цветения;

4) Полное цветение;

5) Обсеменение.

На второй год первый участок скашивают в вторую очередь, на третий год третью очередь и т.

Введение

В настоящее время и в перспективе особо остро встаёт проблема экологической безопасности окружающей среды, экологически безопасного природопользования при возрастающих антропогенных нагрузках.

Загрязнение системы “почва – растения – вода” различными химическими веществами, а главным образом твердыми, жидкими и газообразными отходами промышленности, продуктами топлива и т.д. приводит к изменению химического состава почв.

Техногенные выбросы радионуклидов в природную среду вряде районов земного шара значительно превышают природные нормы.

До недавнего времени в качестве важнейших загрязняющих веществ рассматривались, главным образом, пыль, угарный и углекислый газы, оксиды серы и азота, углеводороды. Радионуклиды рассматривались в меньшей степени. В настоящее время интерес к загрязнению радиоактивными веществами вырос, в связи с факторами появления острых токсичных эффектов, вызванных загрязнением стронцием и цезием.

Чернобыльская катастрофа повлияла на экологическую ситуацию во многих регионах Российской Федерации. По состоянию на март 1992 г загрязнение почв радионуклидами со средней плотностью загрязнения цезием - 137 более 1.0 нюри/км2 составило Тульской области 47 % территории, Орловской – 40 %, Брянской – 34 %, Калужской и Тамбовской – 17 %, Курской – 4,4 %, Пензенской – 3 %, Воронежской – 1,5 %, Ленинградской – 1%, Смоленской – 0,5 %, Рязанской область (13 %) оказалась одной из наиболее загрязненных выпадения областей России. По площади с уровнями плотности цезиевого загрязнения более 1 Ки/км2 - 5210 км2 область занимает четвёртое место в России. В Рязанской области радиоактивному загрязнению подвержены 19 районов.

Радионуклиды по цепочке “почва – растение – животное” попадают в организм человека, накапливаются и оказывают не благоприятное воздействие на  здоровье. Поэтому одной из задач современности является производство экологически “чистой” продукции.

Важнейшая проблема сельского хозяйства в условиях загрязнения почвы радиоактивными элементами – максимально возможное снижение поступления этих веществ в растениеводческую продукцию и предотвращение накопление их в организмах сельскохозяйственных животных. Решение этой задачи связано с комплексом мероприятий, которые необходимо проводить в сельском хозяйстве. Основание для проведения данных мероприятий является увеличение заболеваемости и смертности, врожденных уродств и населения, проживающего на загрязнённых территориях.

Вопрос об изменении ведения сельского хозяйства должен решаться в каждом конкретном случае с учётом всех обстоятельств на основе точной и достоверной информации в зависимости от типа почвы, её механического состава, водно-физических и агрохимических свойств и от степени загрязнённости территории.

1.1. Источники радиоактивного загрязнения

Развитие жизни на Земле всегда происходило в присутствии радиационного фона окружающей среды. Радиоактивное излучение определяется естественным радиационным фоном и искусственным. Естественный радиационный фон – представляет собой ионизирующее излучение от природных источников космического и земного происхождения, действующих на человека на поверхности земли. Космические лучи представляют собой поток частиц (протонов, альфа-частиц, тяжёлых ядер) и жёсткого гамма-излучения (это так называемое первичное космическое излучение). При взаимодействии его с атомами и молекулами атмосферы возникает вторичное космическое излучение, состоящее из мезонов и электронов.

Естественное радиоактивные элементы условно можно разделить на три группы:

- изотопы радиоактивных семейств урана, тория и актиноурана;

- не связанные с первой группой радиоактивные элементы – калий - 40, кальций – 48, рубидий – 87 и др.;

- радиоактивные изотопы, возникающие под действием космического излучения – углерод – 14 и тритии.

Технически изменённый радиационный фон представляет собой ионизирующее излучение от природных источников, претерпевших определённые изменения в результате деятельности человека. Например, поступление радионуклидов в биосферу вместе с извлечёнными на поверхность земли из недр полезными ископаемыми (главным образом минеральными удобрениями), в результате сгорания органического топлива, излучения в помещениях, построенных из материалов, содержащих естественные радионуклиды, а также облучения за счёт полётов на современных самолётах.

Излучение, обусловленное рассеянными в биосфере искусственными радионуклидами, представляет собой искусственный радиационный фон (аварии на АЭС, отходы предприятий ядерной энергетики, использование искусственных ионизирующих излучений в медицине, народном хозяйстве).

Радиоактивное загрязнение природных средств на территории Российской Федерации в настоящее время обусловлено следующими источниками:

- глобально распределёнными долгоживущими радиоактивными изотопами – продуктами испытаний ядерного оружия, проводивших в атмосфере и под землёй;

- выбросом радиоактивных веществ из 4-го блока Чернобыльской АЭС в апреле – мае 1986 года;

- плановыми и аварийными выбросами радиоактивных веществ в окружающую среду от предприятий атомной промышленности;

- выбросами в атмосферу и сбросами в водные системы радиоактивных веществ с действующих АЭС в процессе их нормальной эксплуатации;

- привнесенной радиоактивностью (твёрдые радиоактивные отходы и радиоактивные источники).

Атомная энергетика вносит весьма незначительный вклад в изменение радиационного фона окружающей среды при нормальной работе ядерных установок. АЭС является лишь частью ядерного топливного цикла, который начинается с добычи и обогащения урановой руды. Отработанное в АЭС ядерное топливо иногда подвергается вторичной обработке. Заканчивается процесс, как правило, захоронением радиоактивных отходов.

Но в результате аварий на АЭС в окружающую среду могут попасть большое количество радионуклидов. Возможны аварии с локальными загрязнения только технологических помещений. Также случаются аварии, которые сопровождаются выбросом в окружающие среду радиоактивных веществ в количествах, превышающие установленные пределы. Большую опасность при этом имеют выбросы в атмосферу. Аварийный выброс в водную среду, по мнению специалистов, менее вероятное событие и будет характеризоваться более низкими уровнями воздействия.

Также большое значение как источника радиации имеют ядерные взрывы. При испытаниях ядерного оружия в атмосфере часть радиоактивного материала выпадает неподалеку от места испытания, какая-то часть задерживается в нижнем слое атмосферы, подхватывается ветром и переносится на большие расстояния. Находясь в воздухе около месяца, радиоактивные вещества во время этих перемещений постепенно выпадают на землю. Однако, большая часть радиоактивного материала выбрасывается в атмосферу (на высоту 10-15 км), где он остаётся многие месяцы, медленно опускаясь и рассеиваясь по всей поверхности земного шара.

Семипалатинский полигон занимает особое место в истории испытаний ядерного оружия в бывшем Советском Союзе. Именно здесь 29 августа 1949 года произошёл первый низкий воздушный взрыв. В настоящее время установлено, что этот взрыв оказал на Алтай максимальное радиационное воздействие. Всего за период с 1949 по 1990 годы на Семипалатинском полигоне было произведено около 470 ядерных взрывов (из них 120 воздушных), правда, после 1963 года взрывы производились исключительно под землёй на различной глубине в рамках программы по мирному использованию ядерной энергии. Российский зелёный Крест выделил 22 взрыва, радиационное воздействие которых (полностью или частично) сказалось на территории края. В зоне радиоактивного загрязнения расположено 27 районов 45 городов с населением 1600 тыс человек, то есть 60,9 % населения Алтайского края могли периодически подвергаться облучению.

В настоящее время большой вклад в дозу получаемую человеком вносят медицинские процедуры и методы лечения, связанные с применением радиоактивности. Большой ущерб окружающей среде могут нанести также атомные подводные лодки с не выгруженным топливом в реакторах. Так в 1985 году от теплового взрыва реактора в бухте Чажма на Дальнем Востоке погибли люди, произошёл мощный радиоактивный выброс, и это облако двинулось в сторону Владивостока.

Также проблемы могут возникать при не правильной транспортировке радиоактивных отходов на комбинат по переработке этих отходов, хранении жидких и твёрдых радиоактивных отходов.

Таким образом, из всего выше сказанного можно сделать вывод, что в изменении радиационного фона окружающей среды большой вклад вносят АЭС, ядерные взрывы и радиоактивные отходы.

1.2. Влияние облучения растений на качество продукции растениеводства

Продовольственное и техническое качество продукции – зерна, клубней, масличных семян, корнеплодов, получаемой от облучённых растений, сколько- либо существенно не ухудшается даже при снижении урожая до 30-40 %.

Содержание белка и клейковины в зерне пшеницы, рассчитанное на единицу массы, не снижается, однако общий выход заметно уменьшается в результате больших потерь урожая зерна.

Содержание масла в семенах подсолнечника и лотса зависит от дозы облучения, получаемой растениями, и фазы их развития в момент начала облучения. Аналогичная зависимость наблюдается и по выходу сахара в урожае корнеплодов облучённых растений свеклы. Содержание витамина С в плодах томатов, собранных с облучённых растений, зависит от фазы развития растений в период начала облучения и дозы облучения. Например, при облучении растении во время массового цветения и начала плодоношения дозами 3 – 15 кР содержание в плодах томатов витамина С повышалось по сравнению с контролем на 3 – 25 %. Облучение растений в период массового цветения и начало плодоношения дозой до 10 кР затормаживает развитие семян у формирующихся плодов, которые обычно становятся бессемянными.

Аналогичная закономерность получена в опытах с картофелем. При облучении растений в период клубнеобразования урожай клубней при облучении дозами 7 – 10 кР практически не снижается. Если растения облучаются в более раннюю фазу развития, урожай клубней уменьшается в среднем на 30 – 50 %. Кроме того, клубни получаются не жизнеспособными из-за стерильности глазков.

Облучение вегетирующих растений не только приводит к уменьшению их продуктивности, но и снижает посевные качества формирующихся семян. Так при облучении вегетирующих растений не только приводит к уменьшению их продуктивности, но и снижает посевные качества формирующихся семян. Так при облучении зерновых культур в наиболее чувствительные фазы развития (кущение, выход в трубку) сильно снижается урожай, однако всхожесть получаемых семян существенно снижается, что даёт возможность не использовать их для посева. Если же растения облучают в начале молочной спелости (когда происходит формирование звена) даже в относительно высоких дозах, урожай зерна сохраняется практически полностью, однако такие семена не могут быть использованы для посева ввиду предельно низкой всхожести.

Таким образом радиоактивные изотопы не вызывают заметных повреждений растительных организмов, однако в урожае сельскохозяйственных культур они накапливаются в значительных количествах.

1.3. Накопление радионуклидов в почвах и растениях

Значительная часть радионуклидов находится в почве, как на поверхности, так и в нижних слоях, при этом их миграция во многом зависит от типа почвы, её гранулометрического состава, водно-физических и агрохимических свойств.

Основными радионуклидами, определяющими характер загрязнения, в нашей области является цезий – 137 и стронция – 90, которые по разному сортируются почвой. Основной механизм закрепления стронция в почве – ионный обмен, цезия – 137 обменной формой либо по типу ионообменной сорбции на внутренней поверхности частиц почвы.

Поглощение почвой стронция – 90 меньше цезия – 137, а следовательно, он является более подвижным радионуклидом.

В момент выброса цезия – 137 в окружающие среду, радионуклид изначально находится в хорошо растворимом состоянии (парогазовая фаза, мелкодисперсные частицы и т.д.)

В этих случаях поступления в почву цезий – 137 легко доступен для усвоения растениями. В дальнейшем радионуклид может включаться в различные реакции в почве и подвижность его снижается, увеличивается прочность закрепления, радионуклид “стареет”, а такое “старение” представляет комплекс почвенных кристаллохимических реакций с возможным вхождением радионуклида в кристаллическую структуру вторичных глинистых минералов.

Механизм закрепления радиоактивных изотопов в почве, их сорбция имеет большое значение, так как сорбция определяет миграционные качества радиоизотопов, интенсивность поглощения их почвами, а, следовательно, и способность проникать их в корни растений. Сорбция радиоизотопов зависит от многих факторов и одним из основных является механический и минералогический состав почвы тяжёлыми по гранулометрическому составу почвами поглощённые радионуклиды, особенно цезий – 137, закрепляются сильнее, чем лёгкими и с уменьшением размера механических фракций почвы прочность закрепления ими стронция – 90 и цезия – 137 повышается. Наиболее прочно закрепляются радионуклиды илистой фракцией почвы.

Большему удержанию радиоизотопов в почве способствует наличие в ней химических элементов, близких по химическим свойствам к этим изотопам. Так, кальций – химический элемент, близкий по своим свойствам стронцию – 90 и внесение извести, особенно на почвы с высокой кислотностью, ведёт к увеличению поглотительной способности стронция – 90 и к уменьшению его миграции. Калий схож по своим химическим свойствам с цезием – 137. Калий, как неизотопный аналог цезия находится в почве в макроколичествах, в то время как цезий – в ультромикроконцентрациях. Вследствие этого в почвенном растворе происходит сильное разбавление микроколичеств цезия – 137 ионами калия, и при поглощении их корневыми системами растений отмечается конкуренция за место сорбции на поверхности корней. Поэтому при поступлении этих элементов из почвы в растениях наблюдается антагонизм ионов цезия и калия.

Кроме того эффект миграции радионуклидов зависит от метеорологических условий (количество осадков).

Установлено, что стронций – 90 попавший на поверхность почвы, вымывается дождём в самые нижние слои. Следует заметить, что миграция радионуклидов в почвах протекает медленно и их основная часть находится в слое 0 – 5 см.

Накопление (вынос) радионуклидов сельскохозяйственными растениями во многом зависит от свойства почвы и биологической особенности растений. На кислых почвах радионуклиды поступают в растения в значительно больших количествах, чем из почв слабокислых. Снижение кислотности почвы, как правило, способствует уменьшению размеров перехода радионуклидов в растения. Так, в зависимости от свойства почвы содержание стронция – 90 и цезия – 137 в растениях может изменяться в среднем в 10 – 15 раз.

А межвидовые различия сельскохозяйственных культур в накопление этих радионуклидов наблюдается зернобобовыми культурами. Например, стронций – 90 и цезий – 137, в 2 – 6 раз поглощается интенсивное зернобобовыми культурами, чем злаковыми.

Поступление стронция – 90 и цезия – 137 в травистой на лугах и пастбищах определяется характером распределения в почвенном профиле.

В загрязнённой зоне, луга Рязанской области загрязнены на площади 73491 га, в том числе с плотностью загрязнения 1,5 Ки/км2 - 67886 (36 % от общей площади), с плотностью загрязнения 5,15 Ки/км2 - 5605 га (3%).

На целинных участка, естественных лугах, цезий находится в слое 0-5 см, за прошедшие годы после аварии не отмечена значительная вертикальная миграция его по профилю почвы. На перепаханных землях цезий – 137 находится в пахотном слое.

Хотя уровень загрязнения лугов в Рязанской области не очень высокий, но требует проведения определённых агротехнических мероприятий, направленных на ослабление влияния радионуклидов на сельскохозяйственную продукцию.

Пойменная растительность в большей степени накапливает цезий – 137, чем суходольная. Так при загрязнении поймы 2,4 Ки/км2 в траве было обнаружено Ки/кг сухой массы, а на суходольной при загрязнении 3,8 Ки/км2 в траве содержалось Ки /кг.

Накопление радионуклидов травянистыми растениями зависит от особенностей строения дернины. На злаковом лугу с мощной плотной дерниной содержание цезия – 137 в фитомассе в 3 – 4 раза выше, чем на разнотравном с рыхлой маломощной дерниной.

Культуры с низким содержанием калия меньше накапливают цезия. Злаковые травы накапливают меньше цезия по сравнению с бобовыми. Растения сравнительно устойчивы к радиоактивному воздействию, но они могут накапливать такое количество радионуклидов, что становятся не пригодными к употреблению в пищу человека и на корм скоту.

Поступление цезия – 137 в растения зависит от типа почвы. По степени уменьшения накопления цезия в урожае растения почвы можно расположить в такой последовательности: дерново-подзолистые супесчаные, дерново-подзо-листые суглинистые, серая лесная, чернозёмы и т.д. Накопление радионуклидов в урожае зависит не только от типа почвы, но и от биологической особенности растений.

Отмечается, что кальциелюбивые растения обычно поглощают больше стронция – 90,чем растения бедные кальцием. Больше всего накапливают стронций – 90 бобовые культуры, меньше корнеплоды и клубнеплоды, и ещё меньше злаковые.

Накопление радионуклидов в растении зависит от содержания в почве элементов питания. Так установлено, что минеральное удобрение, внесённое в дозах N 90, Р 90, увеличивает концентрацию цезия – 137 в овощных культурах в 3 – 4 раза, а аналогичные внесения калия в 2 – 3 раза снижает его содержание. Положительный эффект на уменьшение поступления стронция – 90 в урожай зернобобовых культур оказывает содержание кальций содержащих веществ. Так например внесение в выщелочный чернозём извести в дозах, эквивалентных гидролитической кислотности, уменьшает поступление стронция – 90 в зерновые культуры в 1,5 – 3,5 раза.

Наибольший эффект на снижение поступления стронция – 90 в урожай растений достигает внесением полного минерального удобрения на фоне доломита. На эффективность накопления радионуклидов в урожае растений оказывают влияние органические удобрения и метеорологические условия, а также и время их пребывание в почве. Установлено, что накопление стронция – 90, цезия – 137 через пять лет после их попадания в почву снижается в 3 – 4 раза.

Таким образом миграция радионуклидов во многом зависит от типа почвы, её механического состава, водно-физических и агрохимических свойств. Так на сорбцию радиоизотопов влияют многие факторы, и одним из основных являются механический и минералогический сосав почвы. Тяжёлыми по механическому составу почвами поглощённые радионуклиды, особенно цезий – 137, закрепляются сильнее, чем лёгкими. Кроме того эффект миграции радионуклидов зависит от метеорологических условий (количества осадков).

Накопление (вынос) радионуклидов сельскохозяйственными растениями во многом зависит от свойства почвы и биологической способности растений.

1.4. Пути миграции радионуклидов в окружающей среде

Радиоактивные вещества попадающие в атмосферу, в конечном счёте концентрируются в почве. Через несколько лет после радиоактивных выпадений на земную поверхность поступления радионуклидов в растения из почвы становится основным путём попадания их в пищу человека и корм животным. При аварийных ситуациях, как показала авария на Чернобыльской АЭС, уже на второй год после выпадений основной путь попадания радиоактивных веществ в пищевые цепи - поступление радионуклидов из почвы в растения.

Радиоактивные вещества, попадающие в почву, могут из неё частично вымываться и попадать в грунтовые воды. Однако почва довольно прочно удерживает попадающие в неё радиоактивные вещества. Поглощение радионуклидов обуславливает очень длительное (в течение десятилетий) их нахождение в почвенном покрове и непрекращающееся поступления в сельскохозяйственную продукцию. Почва как основной компонент агроценоза оказывает определяющее влияние на интенсивность включения радиоактивных веществ в кормовые и пищевые цепи.

Поглощение почвами радионуклидов препятствует их передвижению по профилю почв, проникновению в грунтовые воды и в конечном счёте определят их аккумуляцию в верхних почвенных горизонтах.

Механизм усвоения радионуклидов корнями растений сходен с поглощением основных питательных веществ – макро и микроэлементов. Определённое сходство наблюдается в поглощении растениями и передвижения по ним стронция – 90 и цезия – 137 и их химических аналогов – кальция и калия поэтому содержание данных радионуклидов в биологических объектах иногда выражают по отношению к их химическим аналогам, в так называемых стронциевых и цезиевых единицах.

Радионуклиды Ru – 106, Ce – 144, Co – 60 концентрируются преимущественно в корневой системе и в незначительных количествах передвигаются в назёмные органы растений. В отличие от них стронций – 90 и цезий – 137 в относительно больших количествах накапливаются в наземной части растений.

Радионуклиды, поступившие в подземную часть растений, в основном концентрируются в соломе (листья и стебли), меньше – в мягкие (колосья, метёлки без зерна. Некоторые исключения из этой из этой закономерности составляет цезий, относительное содержание которого в семенах может достигать 10 % и выше общего количества его в надземной части. Цезий интенсивно передвигается по растению и относительно в больших количествах накапливается в молодых органах, чем очевидно вызвана повышенная концентрация его в зерне.

В общем накопление радионуклидов и их содержание на единицу массы сухого вещества в процессе роста растений наблюдается такая же закономерность, как и для биологически важных элементов: с возрастом растений в их надземных органах увеличивается абсолютное количество радионуклидов и снижается содержание на единицу массы сухого вещества. По мере увеличения урожая, как правило, уменьшается содержание радионуклидов на единицу массы.

Из кислых почв радионуклиды поступают в растения в значительно больших количествах, чем из почв слабокислых, нейтральных и слабо щелочных. В кислых почвах повышается подвижность стронция – 90 и цезия – 137 снижается прочность их растениями. Внесение карбонатов кальция и калия или натрия в кислую дерново-подзолистую почву в количествах, эквивалентных гидролической кислотности, снижает размеры накопления долгоживущих радионуклидов стронция и цезия в урожае.

Существует тесная обратная зависимость накопления стронция – 90 в растениях от содержания в почве обменного кальция (поступление стронция уменьшается с увеличением содержания обменного кальция в почве).

Следовательно, зависимость поступления стронция – 90 и цезия –137 из почвы в растения довольно сложная, и не всегда её можно установить по какому-либо одному из свойств, в разных почвах необходимо учитывать комплекс показателей.

Пути миграции радионуклидов в организм человека различны. Значительная их доля поступает в организм человека по пищевой цепи: почва – растения – сельскохозяйственные животные – продукция животноводства – человек. В принципе радионуклиды могут поступать в организм животных через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт и поверхность кожи. Если в период

радиоактивных выпадений крупных рогатый скот находится на пастбище, то поступление радионуклидов может составить (в относительных единицах): через пищеварительный канал 1000, органы дыхания 1, кожу 0,0001. Следовательно, в условиях радиоактивных выпадений основное внимание должно быть обращено на максимально возможное снижение поступления радионуклидов в организм сельскохозяйственных животных через желудочно-кишечный тракт.

Так как радионуклиды поступая в организм животных и человека могут накапливаться и оказывая неблагоприятное воздействие на здоровье и генофонд человека необходимо проводить мероприятия, снижающие поступление радионуклидов в сельскохозяйственные растения, снижение накопления радиоактивных веществ в организмах сельскохозяйственных животных.

4.1. Общие принципы организации агропромышленного производства в условиях радиоактивного загрязнения

При загрязнении сельскохозяйственных угодий радиоактивными элементами нельзя не учитывать одной важной особенности — долговременного характера радиоактивного загрязнения. Это обусловлено, с одной стороны, длительным физическим распадом Sr-90 и Cs-137, с другой стороны невысокой скоростью горизонтальной и вертикальной миграции радионуклидов. Поэтому при организации сельскохозяйственного производства на загрязнённой территории необходимо планировать и осуществлять долго действующие мероприятия.

При этом решающее внимание должно быть уделено не только производству с/х продукции, но и целесообразному её использованию. Разумеется, требования органов здравоохранения о соблюдении норм предельно допустимого содержания радиоактивных веществ в с/х продукции и сырье должны быть решающим элементом в организации работы всех отраслей сельского хозяйства.

Для разработки планов ведения сельского хозяйства на загрязнённой территории необходима информация о радиационной обстановки в соседних хозяйствах (для руководителей хозяйств), в районе, области, крае — для руководителей агропромышленного производства этих административных единиц. Такая информация позволяет правильно решать вопросы наиболее рационального использования территорий с различными уровнями радиоактивного загрязнения. Получив всю необходимую исходную информацию, можно приступить к составлению планов проведения мероприятий. На первом этапе целесообразно разделить территорию на отдельные зоны в зависимости от плотности загрязнения, таких зон можно выделить три (разумеется, такое деление условно).

К первой зоне можно отнести ту часть сельхоз. угодий, которая наименее загрязнена и на которой можно получить продукцию с допустимым уровнем содержания радионуклидов без проведения каких-либо дополнительных мероприятий и без изменения технологий. Минеральные и органические удобрения вносят в дозах, обеспечивающих получение оптимальных стабильных урожаев. Известкование кислых почв проводится в соответствии с планом, с учётом требований и отношения с/х культур к изменению кислотности почвенного раствора. В этой зоне все виды работ в сельском хозяйстве ведутся без ограничений по обычным технологиям, получаемая продукция используется по прямому назначению без каких-либо ограничений.

Ко второй зоне можно отнести сельскохозяйственные угодья, расположенные на территории со средними уровнями радиоактивного загрязнения (ориентировочно плотность загрязнения радионуклидами в 3-4 раза выше, чем в первой зоне). Во второй зоне необходимо проводить мероприятия по снижению содержания радионуклидов в сельскохозяйственной продукции (весь комплекс агрохимических, агротехнических мероприятий). Для снижения содержания радионуклидов в продуктах питания рекомендуется широко использовать различные способы обработки и переработки сельскохозяйственной продукции.

К третьей зоне относятся сельскохозяйственные угодья с относительно высокими уровнями радиоактивного загрязнения (ориентировочно плотность загрязнения радионуклидами в 8-10 раз выше, чем в первой зоне). На такой территории ведение сельского хозяйства разрешается только при строгом контроле. В третьей зоне совершенно необходимо применение всего комплекса агрохимических, агротехнических мероприятий. Однако даже при осуществлении не всегда можно гарантировать снижение содержания радио- нуклидов в продукции до предельно допустимых уровней. Поэтому в третьей

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА В СПК ИМ. КИРОВА И ПЕРСПЕКТИВЫ ЕГО РАЗВИТИЯ

В структуре товарной продукции молочно-мясное скотоводство занимает 39,5 %, мясо свиньи – 3,0 %, зерно – 29,3 %, картофеля – 27,9 %. На перспективу производственное направление хозяйства сохранится. В структуре товарной продукции на 1990 год продукция животноводства составит – 700 тыс.руб. или 54.6 %, в том числе молоко и мясо крупного рогатого скота – 556,7 тыс.руб. или 43,4 %.

Продукция растениеводства составит – 591,6 тыс.руб. или 45,4 %. Существующая организационно-производственная структура управления построена по отраслевому (цеховому) принципу. Основные отрасли в хозяйстве – растениеводство и животноводство.

Организационно-производственная структура управления колхоза на расчётный срок сохранится.

В настоящее время в колхозе недостаточно высокая урожайность сельскохозяйственных культур и естественных кормовых угодий. За прошедшие четыре года одиннадцатой пятилетки урожайность зерновых культур составила – 10,7 ц/га, картофеля – 62,0 ц/га, кукурузы на силос – 16,5 ц/га, сена многолетних трав – 14,6 ц/га, однолетних трав – 13,3 ц/га, а в десятой пятилетке урожайность зерновых составила 10,0 , картофеля – 56,0 , кукурузы на силос – 43,4 , однолетние травы на сено – 1,6 ц/га.

В структуре посевных площадей содержится значительная доля зерновых – 61 % к площади пашни, что при значительных посевах зернобобовых (35 га) затрудняет нормальное размещение культур по предшественникам. В результате хозяйство вынуждено из года в год размещать зерновые по зерновым, что ведет к сильному поражению корневыми гнилями, снижению урожая.

На недостаточно высоком уровне находится продуктивность общественного скота. Надой молока на одну фуражную корову в среднем за последние четыре года составил 1381 кг, среднесуточный привоз молодняка крупного рогатого скота – 330 г, настриг шерсти – 2,3 кг, в 10 – пятилетке соответственно 1452 кг, 348 г 2,3 кг.

Низкая продуктивность скота является следствием недостаточной кормовой базы и несбалансированным кормлением животных.

Разработанная система земледелия позволит повысить урожайность сельскохозяйственных культур и пастбищ. К 1990 году урожайность зерновых планируется довести до 20 ц/га, картофеля – 130,0 ц/га, кукурузы на силос – 250,0 ц/га, многолетних трав – 30 ц/га. Перспективная урожайность сельскохозяйственных культур определялась с учетом результатов оценки земель и влияния агротехнических, организационных и других факторов освоения севооборотов, увеличения площади многолетних трав, применение органических и минеральных удобрений, повышение качества семян, выполнения полного комплекса противоэрозионных мероприятий, совершенствования способов защиты растений от сорняков, вредителей и болезней. Предусмотренная урожайность сельскохозяйственных культур и естественных кормовых угодий позволит укрепить кормовую базу животноводства, обеспечить поголовье скота полноценными корнями в достаточном количестве, что положительно скажется на увеличении поголовья скота и его продуктивности.

Поголовье крупного рогатого скота по сравнению с 1984 г. увеличится на 117 голов и составит 905 голов, в том числе поголовье коров увеличится на 120 голов и составит 450 голов, поголовье свиней увеличится на 163 головы и составит 490 голов, поголовье овец составит 750 голов или увеличится на 49 голов.

На 1990 год надой молока на одну фуражную корову планируется довести до 2520 кг, настриг шерсти – 3,0 кг, среднесуточный принес молодняка крупного рогатого скота 500 г, свиней – 2,5 г.

Предусмотренные схемы севооборотов, структура посевных площадей, урожайность сельхозкультур, а также поголовье скота и его продуктивность позволяет к 1990 году значительно увеличить производство и реализацию сельскохозяйственной продукции.

Валовое производство зерна составит 3180 т, картофеля – 3900 т, молока – 1134 т, мяса – 164 т.

В связи с увеличением валового производства увеличится и объём товарной продукции. Реализация зерна составит – 1550 т, картофеля – 2565 т, молока – 1019 т, мяса – 164 т.

6. Воздействие радиоактивного излучения на живые  организмы

Характер облучения растений и животных может быть различным – внешним, внутренним и смешенным. При внешнем облучении источник излучения находится вне организма. Наиболее важными внешними источниками излучения являются космические, рентгеновские лучи и  - излучения.

Излучаемые - частицы при высоких дозах могут воздействовать на кожу крупных сельскохозяйственных животных, однако наиболее весомо этот вид излучения проявляется при внешнем облучении растений, так как пробег этих частиц может превышать толщину листьев и стеблей. Если источник излучения находится внутри организма, то имеет место внутреннее облучение. В растения радиоактивные вещества вовлекаются через корм и листья, а в организм животных основное количество радиоактивных веществ поступает с кормами. Одновременное наличие источников внешнего и внутреннего облучения даёт смешанное облучение. Биологические эффекты ионизирующего излучения связаны с поглощением живой материей энергии, которая высвобождается в результате радиоактивного распада нуклидов. Исключительно высокий повреждающий эффект ионизирующих излучений на живую клетку связан с тем, что в результате удаления или присоединения электрических зарядов и нейтральным атомам и молекулам, они становятся отрицательно или положительно заряженными. Молекулы, получившие электрический заряд, в дальнейшем распадаются на радикалы и ионы. Затем радикалы вступают во взаимодействие с нейтральными молекулами или между собой. При этом происходят химические реакции, не характерные для необлучённых организмов, в результате чего нормальный процесс обмена веществ нарушается и в зависимости от дозы ионизирующего излучения он либо замедляется, либо прекращается вовсе. В результате взаимодействия ионизирующих излучений с молекулами воды происходит радиолиз, то есть расщепление воды на два иона: Н3О+ и ОН-. Эти радикалы вступают в реакцию со свободным кислородом биологических тканей, образуя перекись водорода (Н2О2) и гидропероксид (Н2О4), которые также вступают в реакцию с белками и другими молекулами облучённых организмов вызывая радиационные поражения.

Особенно чувствительны к воздействию ионизирующих излучений дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК) кислоты, играющие важнейшую роль в передачи наследственной информации живой клетки при её делении. Воздействие радиации на клеточное деление – сложный процесс, его последствия во многом определяются в стадии митоза. Наибольшую чувствительность к ионизирующему излучению имеет клетка в стадии профазы. Под действием излучения наблюдается своеобразная ритмичность в изменениях митоза.

При облучении малыми дозами в начале отмечается замедление митоза, затем усиление его выше нормы, за которым следует снижение до нормы или ниже. Механизм тормозящего действия радиации на митоз клеток довольно сложен, и объяснить его какой-то одной или двумя причинами нельзя, однако существует ряд гипотез, которые в различных позициях объясняют причины нарушения деления клеток при их облучении.

Основными из них являются: разрушение веществ, стимулирующих митоз; нарушение проницаемости клеточных мембран с изменением формы клетки; накоплении веществ тормозящих деление клетки, например, избыточное содержание в клетке аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), в результате нарушения фермента – аденозинтрифосфатаза; нарушение синтеза нуклеиновых кислот; повреждения хромосом в виде хромосомных перестроек или хромосомных аберраций.

Реакции животных на проникающее излучение определяются параметрами излучения и особенностями организма: возрастом, полом, унитанностью и прочее. Для выражения радиационной чувствительности животных существуют величины ЛД 50/30 и ЛД 100/30 – это минимальные дозы облучения, которые вызывают смерть соответственно 50% и 100% облучённых животных в течение 30 дней.

Степень радио чувствительности тканей характеризую по функционально биохимическим признакам, определяющим сорбционный показатель тканей, выявляемый при их витальным окрашивании, можно распределить по радио чувствительности в следующей убывающей последовательности: большие полушария и стволы головного мозга, мозжечок, гипофиз, надпочечники, семенники, тимус, лимфоузлы, спинной мозг, желудочно-кишечный тракт, печень, селезёнка, лёгкие, почки, сердце, мышцы, кожа и костная ткань.

По морфологическим признакам развивающихся пост радиационных изменений органы разделяют на три группы: 1) органы, чувствительные к радиации (морфологически регистрируемые изменения в них возникают уже при облучении дозой 25 Р): лимфоузлы, лимфатические фолликулы желудочно-кишечного тракта, красный костный мозг, вилочковая железа, селезёнка, половые железы; 2) органы, умеренно чувствительные к облучению; кожа, глаза;

3) органы, резистентные к действию ионизирующего излучения (первичные морфологические изменения в них отмечаются при облучении дозой 100 Р и более): печень, лёгкие, почки, мозг, сердце, кости, сухожилия, нервные стволы.

Ионизирующие излучения оказывает на человека как острое, так и хроническое воздействие. Большой объём информации о действии радиоактивности на организм был получен в результате экспериментов на животных, атомных взрывов в Хиросиме и Нагасаки, а также при различных видах аварийных облучений.

Большие дозы облучения порядка 100 Гр вызывают настолько сильные повреждения ЦНС у человека, что смерть наступает в течение нескольких часов. При дозах облучения всего тела 10 – 50 Гр. Человек обычно умирает через 1 - 2 недели от кровоизлияния в желудочно-кишечный тракт. Проявление хронического облучения в больших дозах многообразны: это хроническая лучевая болезнь, локальные поражения кожи, поражение хрусталика глаза, кроветворного костного мозга (при антикорпорации в костях стронция – 90), пневмосклероз (при ингаляции плутония – 239), гипофункция щитовидной железы (воздействие йода – 131).

Наиболее чувствительны к воздействию радиации дети. Относительно небольшие дозы при облучении мозга ребёнка может вызвать изменения в его характере, привести к потери памяти или даже слабоумию. Крайне чувствителен к ионизирующему излучению мозг плода, особенно если мать подвергается действию между 8 – 15 неделею беременности.

Рак – наиболее серьёзное из всех последствий облучения человека. Первыми в группе раковых заболеваний, поражающих население в результате облучения стоят лейкозы, которые вызывают гибель людей в среднем через 10 лет после облучения. Широко распространены рак молочной железы и щитовидной, а также рак лёгких. Менее распространены рак костных тканей, пищевода, тонкой и прямой кишки, мочевого пузыря, поджелудочной железы и лимфатических тканей. Другим серьёзным отдалённым последствием облучения являются генетические эффекты – врождённые уродства и нарушения, передающиеся по наследству. В основе их лежат генерирующиеся излучением мутации и другие нарушения в клеточных структурах, ведающих наследственностью. Согласно оценкам определения непосредственного генетического эффекта данной дозы облучения, доза 1 Гр, полученная особями мужского пола, индуцирует появление от 1000 до 2000 мутаций, приводящих к серьёзным последствиям, и от 30 до 1000 хромосомных аберрации на каждый миллион животных новорождённых.

Анализ заболеваемости населения в пораженных радиацией и чистых районах Рязанской области, выявил у взрослого контингента населения явление признака болезней кроветворных органов, имеющих, по-видимому, связь с высокой плотностью загрязнения территории радионуклидами. Аналогичная картина отмечается и у детей. Болезни крови у людей начинают себя проявлять наиболее интенсивно от 3 – 5 год и на протяжении десятилетия после радиационного воздействия на организм. Отмечается рост заболевания органов дыхания у взрослого и детского населения на территориях с высокой плотностью загрязнения. Аналогичная тенденция наблюдается в отношении заболеваний органов пищеварения и мочеполовой системы. Увеличение болезней нервной системы в 2,17 раза. Почти не изучены вопросы влияния радиационного загрязнения территории на инфекционную и зооантропозную патологию.

Туберкулёзная инфекция сохраняет тенденцию роста. А туляремия в радиационных районах за 5 лет себя не проявляет в тоже время в чистых районах выделяется возбудитель и отмечались случаи заболеваний.

Таким образом, влияние радиации как на молекулярном, клеточном уровне, так и на уровне целого организма. Обследование населения проживающего на загрязнённых территориях, выявила рост заболеваемость детей и взрослых, увеличение заболевания кровеносной системы раковых больных, врождённых уродств.

Клетки и ткани организма человека по степени возрастания чувствительности можно расположить в следующем порядке: нервная ткань – хрящевая и костная ткань – мышечная ткань – соединительная ткань - щитовидная железа – пищеварительные железы – лёгкие – кожа – слизистые оболочки – половые железы – лимфоидная ткань – костный мозг.

1.2 Особенности аккумуляции радионуклидов растительностью

Между плотностью загрязнения почв радионуклидами природно-растительных комплексов и удельной радиоактивностью растений существует прямая зависимость. Например, растения в 1990 г. имели следующую удельную радиоактивность: хвоя сосны—1,8-10^-7 Ки/кг, черника — 1,2- К)^-7, мох Шребера— 1,1-КН Ки/кг, ХЮ 6 и 2,9-10^-6 Ки/кг соответственно. Плотность загрязнения почвы радионуклидами гамма-спектра на этих пробах была равна 7,0 и 19,9 Ки/км².

На луговых пробных площадях, как и в лесных фитоценозах, аналогичная закономерность соблюдалась только в идентичных типах луга, характеризующихся сходными свойствами почв. Так, пойма р. Сож щучка дернистая имела удельную радиоактивность 4,3-10^-8 Ки/кг, осока пузырчатая—1,4-10^-7, клевер луговой — 5,5-Ю^-8 Ки/кг. Показатели удельной радиоактивности аналогичных растений на ПП 20 (Ветковский район, пойма р. Беседь) были значительно. Плотность загрязнения почв радионуклидами на этих пробных площадях была равна соответственно 4,2 и 17,1 Ки/км².

Растения живого напочвенного покрова аккумулировали эти радионуклиды по-разному: по аккумуляции стронция-90 выделяется овсяница овечья (в 10 раз интенсивнее цезия-137), а также лишайник олений мох (в 6 раз). В растениях в больших количествах обнаружены изотопы церия, празеодима и рутения, хотя они и не относятся к биогенным элементам. Их накопление соизмеримо с аккумуляцией стронция-90 и цезия-137. По аккумуляции изотопов плутония в растениях лесных фитоценозов, особенно сосняков, выделяется живой напочвенный покров, который концентрирует эти радионуклиды на 1—2 порядка больше, чем сосна. Н^ луговых пробах подавляющее количество видов концентрирует цезий-137, в меньшей степени — изотопы стронция-90.

По изотопному составу радионуклидов, содержащихся в природно-растительных комплексах, можно проследить динамику общего содержания гамма-излучаюших радионуклидов в растениях. С момента аварии удельная радиоактивность растительности непрерывно падала.

Значительные колебания удельной радиоактивности отмечаются в самой близкой к аварийному реактору точке д. Масаны. Это связано с распадом короткоживущих изотопов — церия, празеодима и рутения, а также цезия-134.

В настоящее время радиоактивность почв и растений определяется в основном радиоизотопами цезия, стронция и плутония.

Следует подчеркнуть, что с течением времени в почвах уменьшается подвижность цезия-137, а стронция-90 возрастает. Это отражается на поступлении данных радионуклидов в растения. Очевидно, что поступление цезия-137 в растения за 5 лет сократилось в 5—10 раз, а стронция-90 возросло в такой же степени. Это обстоятельство следует учитывать при использовании растительных ресурсов в зонах радиоактивного загрязнения.

Для практики лесного хозяйства очень важны сведения о закономерностях распределения радионуклидов по органам растений. Установлено, что радионуклиды больше всего скапливаются в хвоё (листьях), затем в коре, ветвях, меньше всего их в Древесине.

Следует задуматься над тем, что при использовании «чистой» древесины мы получаем большую массу отходов с высокой радиоактивностью, которые неизвестно куда девать — то ли сжигать, то ли подвергать захоронению. Однако отходы — ценное сырье, его нельзя терять, это неэкономично. Мы рекомендуем воздерживаться от эксплуатации таких насаждений в ближайшие 30—60 лет до понижения радиоактивности органов древесных пород до приемлемого уровня за счет естественного распада радионуклидов. [5]

В лесных фитоценозах картина несколько иная. Из напочвенного покрова в почву возвращается примерно 50% радионуклидов, а из древесного яруса за счет опада хвои, веток, шишек, коры в почву поступает около 5% радиоизотопов, или 0,1 Ки/км². Общее поступление (возврат) радионуклидов в почву составляет (с учетом живого напочвенного покрова) 0,46 Ки/км².

Таким образом, живой напочвенный покров, особенно травянистые растения, принимает более активное участие в круговороте радионуклидов в природно-растительных комплексах. В результате изучения круговорота радионуклидов в природно-растительных комплексах можно составить схему распределения радионуклидов между компонентами биогеоценоза. Наибольшей удельной радиоактивностью обладает нижний ярус фитоценоза (мхи, лишайники, грибы), затем идут травянистые виды, кустарнички, подлесок и подрост. Наименьшая удельная радиоактивность характерна для древесного— верхнего — яруса фитоценоза. Это связано с особенностями биологии и строения растений. В большем количестве радионуклиды накапливаются в тех органах и тканях растений, в которых происходит интенсивный обмен веществ и относительно высокий процент белка. В одревесневевших органах и тканях, играющих проводящую роль, радионуклиды накапливаются в меньших количествах. В связи с этим сильнейшими биоконцентратами радионуклидов являются шляпочные грибы.

1.3 Накопление радионуклидов в почвах и растениях

Значительная часть радионуклидов находится в почве, как на поверхности, так и в нижних слоях, при этом их миграция во многом зависит от типа почвы, её гранулометрического состава, водно-физических и агрохимических свойств.

Основными радионуклидами, определяющими характер загрязнения, в нашей области является цезий – 137 и стронция – 90, которые по разному сортируются почвой. Основной механизм закрепления стронция в почве – ионный обмен, цезия – 137 обменной формой либо по типу ионообменной сорбции на внутренней поверхности частиц почвы.

Поглощение почвой стронция – 90 меньше цезия – 137, а следовательно, он является более подвижным радионуклидом.

В момент выброса цезия – 137 в окружающие среду, радионуклид изначально находится в хорошо растворимом состоянии (парогазовая фаза, мелкодисперсные частицы и т.д.)

В этих случаях поступления в почву цезий – 137 легко доступен для усвоения растениями. В дальнейшем радионуклид может включаться в различные реакции в почве и подвижность его снижается, увеличивается прочность закрепления, радионуклид “стареет”, а такое “старение” представляет комплекс почвенных кристаллохимических реакций с возможным вхождением радионуклида в кристаллическую структуру вторичных глинистых минералов.

Механизм закрепления радиоактивных изотопов в почве, их сорбция имеет большое значение, так как сорбция определяет миграционные качества радиоизотопов, интенсивность поглощения их почвами, а, следовательно, и способность проникать их в корни растений. Сорбция радиоизотопов зависит от многих факторов и одним из основных является механический и минералогический состав почвы тяжёлыми по гранулометрическому составу почвами поглощённые радионуклиды, особенно цезий – 137, закрепляются сильнее, чем лёгкими и с уменьшением размера механических фракций почвы прочность закрепления ими стронция – 90 и цезия – 137 повышается. Наиболее прочно закрепляются радионуклиды илистой фракцией почвы.

Большему удержанию радиоизотопов в почве способствует наличие в ней химических элементов, близких по химическим свойствам к этим изотопам. Так, кальций – химический элемент, близкий по своим свойствам стронцию – 90 и внесение извести, особенно на почвы с высокой кислотностью, ведёт к увеличению поглотительной способности стронция – 90 и к уменьшению его миграции. Калий схож по своим химическим свойствам с цезием – 137. Калий, как неизотопный аналог цезия находится в почве в макроколичествах, в то время как цезий – в ультромикроконцентрациях. Вследствие этого в почвенном растворе происходит сильное разбавление микроколичеств цезия – 137 ионами калия, и при поглощении их корневыми системами растений отмечается конкуренция за место сорбции на поверхности корней. Поэтому при поступлении этих элементов из почвы в растениях наблюдается антагонизм ионов цезия и калия.

Кроме того эффект миграции радионуклидов зависит от метеорологических условий (количество осадков).

Установлено, что стронций – 90 попавший на поверхность почвы, вымывается дождём в самые нижние слои. Следует заметить, что миграция радионуклидов в почвах протекает медленно и их основная часть находится в слое 0 – 5 см.

Накопление (вынос) радионуклидов сельскохозяйственными растениями во многом зависит от свойства почвы и биологической особенности растений. На кислых почвах радионуклиды поступают в растения в значительно больших количествах, чем из почв слабокислых. Снижение кислотности почвы, как правило, способствует уменьшению размеров перехода радионуклидов в растения. Так, в зависимости от свойства почвы содержание стронция – 90 и цезия – 137 в растениях может изменяться в среднем в 10 – 15 раз.

А межвидовые различия сельскохозяйственных культур в накопление этих радионуклидов наблюдается зернобобовыми культурами. Например, стронций – 90 и цезий – 137, в 2 – 6 раз поглощается интенсивное зернобобовыми культурами, чем злаковыми.

Поступление стронция – 90 и цезия – 137 в травистой на лугах и пастбищах определяется характером распределения в почвенном профиле.

На целинных участка, естественных лугах, цезий находится в слое 0-5 см, за прошедшие годы после аварии не отмечена значительная вертикальная миграция его по профилю почвы. На перепаханных землях цезий – 137 находится в пахотном слое.

Пойменная растительность в большей степени накапливает цезий – 137, чем суходольная. Так при загрязнении поймы 2,4 Ки/км² в траве было обнаружено 4,8*10⁸ Ки/кг сухой массы, а на суходольной при загрязнении 3,8 Ки/км² в траве содержалось 1,3*10 ⁷ Ки /кг.

Накопление радионуклидов травянистыми растениями зависит от особенностей строения дернины. На злаковом лугу с мощной плотной дерниной содержание цезия – 137 в фитомассе в 3 – 4 раза выше, чем на разнотравном с рыхлой маломощной дерниной.

Культуры с низким содержанием калия меньше накапливают цезия. Злаковые травы накапливают меньше цезия по сравнению с бобовыми. Растения сравнительно устойчивы к радиоактивному воздействию, но они могут накапливать такое количество радионуклидов, что становятся не пригодными к употреблению в пищу человека и на корм скоту.

Поступление цезия – 137 в растения зависит от типа почвы. По степени уменьшения накопления цезия в урожае растения почвы можно расположить в такой последовательности: дерново-подзолистые супесчаные, дерново-подзолистые суглинистые, серая лесная, чернозёмы и т.д. Накопление радионуклидов в урожае зависит не только от типа почвы, но и от биологической особенности растений.

Отмечается, что кальциелюбивые растения обычно поглощают больше стронция – 90,чем растения бедные кальцием. Больше всего накапливают стронций – 90 бобовые культуры, меньше корнеплоды и клубнеплоды, и ещё меньше злаковые.

Накопление радионуклидов в растении зависит от содержания в почве элементов питания.

Таким образом, миграция радионуклидов во многом зависит от типа почвы, её механического состава, водно-физических и агрохимических свойств. Так на сорбцию радиоизотопов влияют многие факторы, и одним из основных являются механический и минералогический состав почвы. Тяжёлыми по механическому составу почвами поглощённые радионуклиды, особенно цезий – 137, закрепляются сильнее, чем лёгкими. Кроме того эффект миграции радионуклидов зависит от метеорологических условий (количества осадков).

1.4 Пути миграции радионуклидов в окружающей среде

Радиоактивные вещества попадающие в атмосферу, в конечном счёте концентрируются в почве. Через несколько лет после радиоактивных выпадений на земную поверхность поступления радионуклидов в растения из почвы становится основным путём попадания их в пищу человека и корм животным. При аварийных ситуациях, как показала авария на Чернобыльской АЭС, уже на второй год после выпадений основной путь попадания радиоактивных веществ в пищевые цепи - поступление радионуклидов из почвы в растения.

Радиоактивные вещества, попадающие в почву, могут из неё частично вымываться и попадать в грунтовые воды. Однако почва довольно прочно удерживает попадающие в неё радиоактивные вещества. Поглощение радионуклидов обуславливает очень длительное (в течение десятилетий) их нахождение в почвенном покрове и непрекращающееся поступления в сельскохозяйственную продукцию. Почва как основной компонент агроценоза оказывает определяющее влияние на интенсивность включения радиоактивных веществ в кормовые и пищевые цепи.

Поглощение почвами радионуклидов препятствует их передвижению по профилю почв, проникновению в грунтовые воды и в конечном счёте определят их аккумуляцию в верхних почвенных горизонтах.

Механизм усвоения радионуклидов корнями растений сходен с поглощением основных питательных веществ – макро и микроэлементов. Определённое сходство наблюдается в поглощении растениями и передвижения по ним стронция – 90 и цезия – 137 и их химических аналогов – кальция и калия поэтому содержание данных радионуклидов в биологических объектах иногда выражают по отношению к их химическим аналогам, в так называемых стронциевых и цезиевых единицах.

Радионуклиды Ru – 106, Ce – 144, Co – 60 концентрируются преимущественно в корневой системе и в незначительных количествах передвигаются в назёмные органы растений. В отличие от них стронций – 90 и цезий – 137 в относительно больших количествах накапливаются в наземной части растений.

Радионуклиды, поступившие в подземную часть растений, в основном концентрируются в соломе (листья и стебли), меньше – в мягкие (колосья, метёлки без зерна. Некоторые исключения из этой из этой закономерности составляет цезий, относительное содержание которого в семенах может достигать 10 % и выше общего количества его в надземной части. Цезий интенсивно передвигается по растению и относительно в больших количествах накапливается в молодых органах, чем очевидно вызвана повышенная концентрация его в зерне.

В общем накопление радионуклидов и их содержание на единицу массы сухого вещества в процессе роста растений наблюдается такая же закономерность, как и для биологически важных элементов: с возрастом растений в их надземных органах увеличивается абсолютное количество радионуклидов и снижается содержание на единицу массы сухого вещества. По мере увеличения урожая, как правило, уменьшается содержание радионуклидов на единицу массы.

Из кислых почв радионуклиды поступают в растения в значительно больших количествах, чем из почв слабокислых, нейтральных и слабо щелочных. В кислых почвах повышается подвижность стронция – 90 и цезия – 137 снижается прочность их растениями. Внесение карбонатов кальция и калия или натрия в кислую дерново-подзолистую почву в количествах, эквивалентных гидролической кислотности, снижает размеры накопления долгоживущих радионуклидов стронция и цезия в урожае.

Существует тесная обратная зависимость накопления стронция – 90 в растениях от содержания в почве обменного кальция (поступление стронция уменьшается с увеличением содержания обменного кальция в почве).

Следовательно, зависимость поступления стронция – 90 и цезия –137 из почвы в растения довольно сложная, и не всегда её можно установить по какому-либо одному из свойств, в разных почвах необходимо учитывать комплекс показателей.

Пути миграции радионуклидов в организм человека различны. Значительная их доля поступает в организм человека по пищевой цепи: почва – растения – сельскохозяйственные животные – продукция животноводства – человек. В принципе радионуклиды могут поступать в организм животных через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт и поверхность кожи. Если в период

радиоактивных выпадений крупных рогатый скот находится на пастбище, то поступление радионуклидов может составить (в относительных единицах): через пищеварительный канал 1000, органы дыхания 1, кожу 0,0001. Следовательно, в условиях радиоактивных выпадений основное внимание должно быть обращено на максимально возможное снижение поступления радионуклидов в организм сельскохозяйственных животных через желудочно-кишечный тракт.

Так как радионуклиды поступая в организм животных и человека могут накапливаться и оказывая неблагоприятное воздействие на здоровье и генофонд человека необходимо проводить мероприятия, снижающие поступление радионуклидов в сельскохозяйственные растения, снижение накопления радиоактивных веществ в организмах сельскохозяйственных животных.

Обзор современного состояния и тенденции развития дозиметрического и радиометрического оборудования

1. Введение

Данный обзор касается дозиметрического и радиометрического оборудования внесенного в Госреестр средств измерений РФ и имеющего сертификат утверждения типа и применимое в службах ГО и ЧС. В обзор не включено оборудование узкоспециального назначения, применяемое в радиохимических производствах и спецпредприятиях, такие как жидкосцинтилляционные радиометры, радиометры радиоактивных аэрозолей, йода, благородных газов, трития, углерода-14 и др.

До конца 80-х годов разработка и производство дозиметрических и радиометрических приборов было сосредоточено в нескольких предприятиях принадлежащих Минсредмашу. Приборы разрабатывались в основном в Союзном НИИ приборостроения (СНИИП, Москва), Минском научно-исследовательском приборостроительном институте (МНИПИ). Производство же приборов осуществлялось на заводах: “Электрон” (г.Желтые Воды, Украина), им.Ленина (Киев, Украина), “Балтиец”(г.Нарва, Эстония), “Импульс”(г.Пятигорск, Россия), «Сигнал» (г.Обнинск). В новых экономических и политических условиях первые три з-да на Украине, и Эстонии перестали работать полностью, 2 последних з-да работали с трудом из-за с разрывов связей с разработчиками. В настоящее время эта аппаратура производится и поставляется разными предприятиями различных форм собственности.

В обзоре будут рассмотрены приборы индивидуального дозконтроля, переносные (инспекционные) дозиметры и радиометры, а также лабораторные приборы для измерения содержания радионуклидов в пробах пищевых продуктов, кормов, стройматериалах и объектов окружающей среды.

2. Приборы индивидуального дозконтроля

В настоящее время в мире наиболее широко применяются следующие типы индивидуальных дозиметров:

§ конденсаторного типа прямопоказывающие дозиметры («карандаши»);

§ термолюминесцентные, радиофотолюминесцентные (слепые) дозиметры;

§ электронные прямопоказывающие дозиметры.

2.1. Конденсаторные дозиметры («карандаши»)

Конденсаторные дозиметры широко применялись для задач ГО и ЧС в СССР. Преимущество дозиметров данного типа – простота в эксплуатации, низкая стоимость и оперативность получения результата: результат измерения показывается прямо в окуляре дозиметров. Дозиметры выпускались в следующих комплектах:

§ ДП-22В — состоящий из одного зарядного устройства ЗД-5 и 50 шт. дозиметров ДКП-50-А.,

§ ДП-24 — состоящий из одного зарядного устройства ЗД-5 и 5 шт. дозиметров ДКП-50-А.,

§ ИД-1 — состоящий из одного зарядного устройства ЗД-6 и 10 шт. дозиметров ИД-1.

§ ДК-02 — состоящий из одного зарядного устройства ЗД-4 и 10 шт. дозиметров ДК-02.

Первые три комплекта предназначались для длительного применения в условиях боевых действий с применением ядерного оружия при определении выживаемости личного состава с лучевым поражением, поэтому имели диапазон измерения: ДКП-50-А до 50 Р(рентген), ИД-1 до 500 Р. Поэтому их показания при коротких по времени радиационных ЧС недостоверны, трудно определить небольшие приращения доз. ДК-02 имел диапазон измерения до 200 мР (миллирентген), но имел другой недостаток — саморазряд дозиметров из-за утечек заряда.

В настоящее все вышеуказанные дозиметры не выпускаются, но начат выпуск дозиметров ИД-02 с диапазоном измерения до 200 мР. В них устранен недостаток ДК-02 (саморазряд дозиметров) применением новых негигроскопичных изоляционных материалов в конденсаторах дозиметров.

2.2. Термолюминесцентные, радиофотолюминесцентные дозиметры

Радиофотолюминесцентные дозиметры применялись в дозиметрическом комплекте ИД-11. Радиофотолюминесцентные дозиметры представляют собой стеклянные детекторы в металлическом корпусе. В состав комплекта дозиметров входят кроме самих дозиметров также и считывающее устройство. Недостатком данных типов дозиметров является то, что накопленная доза не стирается при считывании, и поэтому небольшие приращения доз на фоне ранее накопленных доз определяются с большой погрешностью. Для стирания доз с дозиметров применяются специальные высокотемпературные печи. Комплект радиофотолюминесцентных дозиметров ДВГ-713-РФЛД выпускается фирмой «Люмэкс» (С-Петербург). К недостаткам радиофотолюминесцентных дозиметров, препятствующими их применение в целях ГО и ЧС, также можно отнести и то, что они не получили широкого применения в индивидуальном дозконтроле (ИДК) в мире, и в частности в России, и поэтому их показания можно считывать только собственным считывающим устройством, которое может оказаться недоступным в условиях ЧС.

Напротив термолюминесцентные дозиметры широко применяются для ИДК во всех медицинских учреждениях и радиационно-опасных объектах РФ. Дозиметры представляют собой пластмассовую кассету с кристаллическими детекторами, обычно 2-мя (4–5мм в диаметре). Считывание доз с дозиметров производится периодически в соответствии с регламентом, принятом в предприятии (обычно раз в несколько м-цев или сразу после аварийных ситуации).

Термолюминесцентные дозиметры обладают очень широкими диапазонами измерения  — от 50 мкЗв (5 миллирентген) до 10-50 Зв (1000 – 5000 рентген). В состав комплекта дозиметров входят кроме самих термолюминесцентных дозиметров также и считывающие устройства с компьютером, что обеспечивает автоматизацию процесса считывания и ведения базы данных по дозам персонала. Термолюминесцентные дозиметры относительно недороги и удобны для ИДК большого количества персонала с применением одного считывающего устройства.

В настоящее время в мире и в России используются следующие типы комплекта термолюминесцентных дозиметров: Dosakus (Финляндия), Harshaw (США), АКИДК-201, ДВГ-02Т (Россия). Комплект Harshaw (США) используют детекторы несовместимые с детекторами, выпускаемыми в России, и очень дорогостоящ. Также комплект Harshaw (США) не внесен в Госреестр СИ РФ.

Комплект Dosakus (Финляндия) внесен в Госреестр СИ РФ и применяется во многих АЭС России. Комплект Dosakus является автоматом, оператор заряжает около 20-ти дозиметров в приемное устройство считывателя, дальнейшее считывание происходит автоматически. Недостатком данного комплекта, препятствующим его применению в условиях ГО и ЧС является то, что нагрев детекторов производится в потоке горячего азота и для работы комплекта постоянно необходим азотопровод (как на АЭС) или баллон со сжатым азотом и расход азота довольно большой. Кроме того, считыватель дорогостоящий (свыше 50 тыс.долларов), работа с комплектом требует высокой квалификации оператора.

В комплекте АКИДК-201 нагрев детекторов производится СВЧ полем, комплект удобен в работе. Но считыватель данного комплекта довольно дорогостоящий (свыше 20 тыс.долларов). Комплект также является полуавтоматом и работает только с тем комплектом дозиметров, с которым произведена поставка из завода, т.е. считывание дозиметров, которые не входили в комплект поставки или расширение комплекта дозиметров требуют перенастройки прибора и программного обеспечения.

Таким образом, применение комплектов Dosakus и АКИДК оправданно при обслуживании персонала АЭС и предприятий численностью в несколько тысяч человек в стационарных условиях.

Комплект ДВГ-02Т ручной, т.е. считывание производится непосредственно с детекторов, входящих в дозиметр, дозиметры взаимозаменяемы. Может применяться не только для дозиметров гамма-излучения, но и дозиметров для кожи рук, лица и хрусталика глаза. Стоимость считывателя около 9 тыс.долларов, дозиметра с 2-мя детекторами – 340 руб. ДВГ-02Т оптимален для применения для текущего и аварийного индивидуального дозконтроля в условиях ЧС.

2.3. Электронные прямопоказывающие дозиметры

Для ИДК применяются также и электронные прямопоказывающие дозиметры. Они представляют собой прибор с детектором, электронным табло, аккумулятором и сигнализацией о превышении заданных уровней по дозе или мощности дозы, поэтому они дорогостоящие и применяются для ограниченного круга персонала АЭС, занятого радиационно-опасными ремонтными работами. В настоящие время внесены в Госреестр СИ РФ следующие типы электронных дозиметров: RAD-52 (Финляндия), РМ-1603 (Р.Беларусь), ДКГ-05Д(Россия).

В то же время надо учитывать, что применение вышеуказанных дозиметров целесообразно при их использовании в общей системе ИДК: с ведением дознаряда, с автоматическим считыванием дозы и ведением общей базы данных с текущим ИДК и внутреннего облучения с помощью спектрометров излучения человека. Поэтому для ИДК оперативных служб при ЧС более подходящими являются автономные (несистемные) портативные (карманные) многофункциональные дозиметры. В настоящее время внесены в Госреестр СИ РФ следующие типы таких дозиметров:

§ ДКГ-02У (Россия)

§ ДКГ-03Д (Россия)

§ РМ-1203 (Р.Беларусь)

§ МКС-05 (Украина)

В первых 2-х дозиметрах (ДКГ-02У, ДКГ-03Д) чувствительность примерно в 3 раза выше, чем у остальных. Эти дозиметры обеспечивают как определение уровня излучения (измерение мощности дозы), так и измерение полученной оператором дозы и также, как например, в ДКГ-03Д определение радиационной опасности звуковым сигналом, частота которого пропорциональна мощности дозы.

3. Переносные (инспекционные) дозиметры и радиометры

Для задач ГО и ЧС в СССР применялись радиометры-рентгенометры ДП-5А, ДП-5Б, ДП-5В. Эти приборы имели выносные блоки детектирования, которые обеспечивали определение уровня гамма-излучения (измерение мощности дозы), а также индикацию бета-загрязненности.

Необходимо отметить, что в качестве детекторов у приборов ДП-5 применялись газоразрядные счетчики, допускающие простую замену из ЗИП персоналом не особо высокой квалификации.

Во многих приборах, выпускаемых сегодня, в качестве детекторов применяются сцинтилляторы, довольно хрупкие кристаллические материалы. Они применяются в комплекте с фото-электронными умножителями (ФЭУ) со стеклянными корпусами или фотодиодами, на которые приклеиваются специальными клеями, что не допускает их оперативную замену в незаводских условиях.

В настоящее время выпускаются и внесены в Госреестр СИ РФ следующие приборы, выполняющие аналогичные функции:

§ Радиометр-дозиметр ДКС-96 (Россия)

§ Радиометр-дозиметр МКС-РМ 1402М (Р.Беларусь)

§ Радиометр-дозиметр МКС-1117М (Р.Беларусь)

§ Радиометр-дозиметр ДРБП-03 (Россия)

Радиометр-дозиметр ДКС-96 является многофункциональным прибором обеспечивающим проведение комплексного радиационного контроля: измерение гамма-, бета-, альфа- и нейтронных излучений путем смены блоков детектирования. ДКС-96 может комплектоваться 10-ю типами блоков детектирования. В связи с этим управление прибором довольно сложно и предъявляет повышенные требования к квалификации оператора.

Радиометр-дозиметр ДРБП-03 функционально является наиболее близким аналогом приборов ДП-5. Прибор компактен и легок, комплектуются 2-мя типами блоков детектирования (гамма- и бета), применяемые детекторы — недорогие газоразрядные счетчики. Прибор имеет также наушные телефоны со звуковым сигналом, частота которого пропорциональна уровню излучения. Кроме того, ДРБП-03 имеет отдельные детекторы, расположенный в пульте прибора, определяющие дозу, которую получил оператор.

В настоящее время выдержала испытания новая серия приборов (дозиметр-радиометр МКС-07Н и бортовой/стационарный дозиметр ДКГ-07БС), серия ИМД-7, разработанные на современной элементной базе и обладающие метрологическими, климатическими и прочностными характеристиками, соответствующими современным требованиям для полевых и бортовых приборов. Данные приборы планируются принятие на оснащение в системах МО РФ и МЧС России.

Для немногочисленных специальных задач комплексного радиационного контроля ГО и ЧС, для которых ранее применялись приборы типа РУП-1, также могут применяться Радиометры-дозиметры ДКС-96 с необходимыми блоками детектирования (гамма-, бета-, альфа- нейтронные).

4. Лабораторные приборы для измерения содержания радионуклидов в пробах

Для измерения содержания радионуклидов в пробах (определение объемной и удельной активности) ранее применялись радиометрические приборы типа ДП-100, РУБ и другие.

В настоящее время для указанных задач применяются гамма- и бета-спектрометрические установки. Эти установки изпользуют два типа блоков детектирования: полупроводниковые и сцинтилляционные. Полупроводниковые детекторы работают при низких температурах и для работы требуют постоянной заливки жидким азотом. Полупроводниковые спектрометры имеют высокое энергетическое разрешение и широко используются в АЭС, радиохимических и других производствах, где необходимо определение нестандартного радионуклидного состава проб с высокой точностью.

Для рутинных же задач в России с успехом используются сцинтилляционные гамма- и бета-спектрометры, развитое программное обеспечение которых позволяют определять объемные и удельные активности наиболее часто встречающихся нуклидов (цезий-137, кобальт-60, стронций-90, радий-226, калий-40 и др.).

В настоящее время внесены в Госреестр СИ рф и используются в России следующие спектрометрические установки:

§ Спектрометрические установки «Прогресс» (Россия)

§ Спектрометрические установки «Гамма-плюс» (Россия)

§ Спектрометрические установки «Гамма-1С» (Россия)

§ Спектрометрические установки СЕГ, СЕБ (Украина)

§ Спектрометрические установки МКС-АТ1315 (Р.Беларусь)

§ Портативные спектрометры установки «Спутник» (Россия)

§ Спектрометры «Ortec» (США)

§ Спектрометры «Canberra» (США)

И полупроводниковые и сцинтилляционные спектрометры представляют собой стационарные установки с блоками детектирования в свинцовой защите, многоканальным анализатором и компьютером с программным обеспечением, кроме портативных спектрометров типа «Спутник», где многоканальный анализатор встроен в блок детектирования. Спектрометр «Спутник» имеет портативный пульт, в процессор которого «зашито» программное обеспечение для стандартных задач спектрометрии. В случае необходимости информация с памяти пульта может быть обработан подсоединенным компьютером с расширенным программным обеспечением.

Переработка продуктов питания

Представлено описание методов кулинарной обработки продуктов питания, которые способствуют выведению радионуклидов. Оценено эффективность разных методов переработки продуктов питания. Большинство методов кулинарной обработки продуктов питания, которые мы обычно применяем в быту при приготовлении пищи, приводят к снижению содержания радионуклидов. Если Вы проживаете на территориях, которые подверглись радионуклидному загрязнению, Вам будет полезно знать об эффективности тех или других методов кулинарной обработки продуктов питания полученных в своем приусадебном участке или на даче.Наибольшую долю в рационе питания населения Полесья составляет картошка. Установлено, что для уменьшения содержания цезия в картошке – ее необходимо очистить от кожуры и помыть. После варки картошки отваром пользоваться нельзя. Таким методом содержание цезия-137 в картошке уменьшается на 60-80%.

Эффективность очищения продуктов при засолке и мариновании

Засолка и маринование овощей также приводит к уменьшению цезия. При этом рассолы и маринады использовать нельзя. Эффективность такого метода достаточно не высокая и составляет 15-20%.

Эффективность очищения молока и молочных продуктов

Существенным источником поступления радионуклидов в организм людей, которые проживают на загрязненных территориях является молоко и молочные продукты. Чтобы уменьшить поступление радионуклидов в организм человека с молоком, его необходимо переработать на жирные молочные продукты. Такая переработка молока может существенно снизить поступление радионуклидов с пищей поскольку радионуклиды цезия и стронция не связываются с жировой составляющей молока. При приготовлении сливок, сметаны в масло, происходит очистка последнего от молока. Топленое молоко вообще не содержит радионуклидов.
При производстве сыра сычужным методом содержание цезия в конечном продукте уменьшается в 8-10 раз, содержание стронция уменьшается на 20%. Но при использовании кислотных методов приготовления сыров выведение стронция является более эффективным. При таких методах производства сыра стронций образовывает растворимые соли, которые при прессовании удаляются из простоквашей. При этом простоквашу употреблять нельзя и ее необходимо исключить из рациона питания.

Эффективность очищения мяса

Содержание скота в частных хозяйства крестьян, которые проживают на загрязненных территориях приводит к загрязнению радионуклидами мяса. В мясе разных видов домашних животных радионуклиды накапливаются по разному. Установлено, что в мясе свиней намного меньше радионуклидов чем в баранине, говядине и мясе птицы. Химические свойства цезия способствуют его накоплению в мясе, а стронция в костях животных.
Величины накопление цезия в разных органах животного также разные. Наибольше цезий накапливается в почках, чуть меньше в печени, легких , еще меньше в мышцах, и совсем мало в жировых тканях.

Перед приготовлением мяса его желательно порезать на небольшие кусочки и вымочить в рассоле. Рассол целесообразно несколько раз поменять. Что бы сберечь питательные веществ при вымачивании мяса в солевой раствор необходимо добавить немного уксуса или аскорбиновой кислоты.
Мясо рекомендуем варить, а не жарить. При отваривании мяса 50% цезия переходит в бульон (из костей не более 1%). При поджаривании мяса содержание радионуклидов в конечном продукте не изменяется.

4. Очистка молока от радионуклидов

Ранее уже говорилось, что наибольшую опасность для человека представляют радиоизотопы (радионуклиды) йода-131, цезия-137, стронция-90.

В организм животного они попадают через желудочно-кишечный тракт, органы дыхания и кожные покровы. Радионуклиды способны накапливаться, а выделяться частично, в том числе и с молоком.

Существует два основных метода удаления радиоизотопов из молока – технологический и ионообменный.

Технологическая переработка загрязненного РВ молока на сливки, сметану, сливочное и топленое масло, творог, сыры, сгущенное и сухое молоко позволяет получить продукт с низким содержанием радиоизотопов. Чтобы разрушить соединения стронция с белками и перевести его в растворимую фазу, молоко подкисляют лимонной или соляной кислотами, с которыми он образует соли, свободно переходящие в водную среду, легко удаляющиеся с сывороткой, пахтой.

В процессе сепарирования основная масса радионуклидов удаляется с обезжиренным молоком, и получаются сливки с очень малым содержанием РВ. Чем выше жирность сливок, тем меньше в них радионуклидов. В среднем с обезжиренным молоком удаляется до 90% йода-131, цезия-137, стронция-90 [5].

При сбивании сливок в масло происходит дальнейшее удаление радиоизотопов, и в готовый продукт переходит не более 1-3% от первоначального содержания радионуклидов. Основная часть РВ остается в пахте.

Уже в топленом масле содержание стронция-90 и цезия-137 практически равны нулю, а йода-131 снижается до десятых долей процента, радионуклиды почти полностью удаляются с оттопками [3].

Население, имеющее в личном пользовании дойных коров или других животных, может осуществлять дезактивацию молока, в домашних условиях – сепарируя молоко, получая сливочное масло или сбивая сливки, или перерабатывая его в топленое масло. Из обезжиренного (от сепарированного) или цельного молока можно изготовить домашний творог или сыр обычным способом. Оставшиеся после переработки сыворотка, пахта, оттопки в зависимости от степени их загрязнения радионуклидами, как правило, уничтожаются.

Дезактивация молока методом ионного обмена с применением ионообменных смол основана на их способности обмениваться на катионы стронция-90 и цезия-137 или анионы йода-131, находящиеся в загрязненном молоке. Метод имеет две разновидности. Первая – “дозированный обмен”, т.е. смешивание смолы и загрязненного радионуклидами молока с последующей фильтрацией. Вторая предусматривает использование ионообменных колонок, где загрязненное молоко пропускается через слой ионообменной смолы.

После того как оно пропущено через катионообменную смолу, содержание стронция и цезия в нем уменьшается на 80 – 90%. Если же пропустить через анионообменную смолу, содержание йода снизится более чем на 90%. Для дезактивации 1 л молока требуется 35 – 40 г целлюлозного волокна.

Есть два способа дезактивации смолами – динамический и статический. Суть первого состоит в том, что молоко протекает через пучок целлюлозных нитей (волокна) ЦМ-А2. В процессе движения радионуклиды как бы прилипают (притягиваются) к поверхности волокон. При статическом методе молоко наливают в банку или иную посуду. И туда опускают пучок целлюлозных волокон и помешивают. Через 15 мин вилкой вынимают отработавший пучок и опускают новый. Так делается 3-4 раза. После того как удалена последняя порция, молоко необходимо профильтровать через слой ваты, марли, ткани, чтобы избавиться от мельчайших частичек целлюлозы. Таким способом, его очищают от радионуклидов йода-131 почти на 90% [3]. Такое молоко перед употреблением необходимо прокипятить, а затем оно может быть переработано в любой молочный продукт. Отработанная целлюлоза сжигается. Зола подлежит захоронению в установленном месте.

3. Оценка риска здоровья населения в связи с загрязнением окружающий среды

Загрязнение окружающей среды – сложная и многоаспектная проблема. Однако, главным в современной её трактовке являются возможные неблагоприятные последствия для здоровья как настоящего, так и последующих поколений, ибо человек в ряде случаев уже нарушил и продолжает нарушать некоторые важные экологические процессы от которых зависит его существование. Воздействие окружающей среды на здоровье городского населения. В большой степени загрязнение атмосферы сказывается на здоровье именно населения больших городов.

Новосибирский воздух стал грязнее, констатирует Новосибиркстат. В прошлом, 2008 году, выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух составили 589,5 тысяч тонн (в 2007 г. – 573,1 тысяч тонн), в том числе от автотранспорта – 358 тысяч тонн, от стационарных источников выделения – 231,5 тысяч тонн.

Среди стационарных источников лидируют по темпам загрязнения атмосферы предприятия, занятые производством и распределением электроэнергии, газа и воды – 130 тыс. тонн (56,2%) и обрабатывающими производствами – 37,1 тыс. тонн (16%).

В атмосферу с этих производств больше всего попадает диоксида серы (44,5 тыс. тонн за год) или сернистого газа – он токсичен, и может вызывать насморк, кашель, а в некоторых случаях и удушье, рвоту, острый отек легких.

Значительный объем выбросов (25,9 тыс. тонн за год) приходится также на оксиды азота (являются потенциальным раздражителем, способным увеличить риск хронических легочных заболеваний) и оксид углерода (18,9 тыс. тонн), токсичный газ без цвета и запаха, который способен создавать дефицит кислорода в тканях тела, повышает количество сахара в крови. У здоровых людей действие оксида углерода проявляется в уменьшении способности выносить физические нагрузки.

Однако наибольшее количество загрязняющих веществ выбрасывалось в атмосферный воздух Новосибирска от сжигания топлива (для выработки электро- и теплоэнергии): 82,0 % твердых веществ, 97,0 % диоксида серы, 46,5 % оксида углерода, 85,3 % оксидов азота.

Автотранспорт по сравнению со стационарными источниками выбрасывает в атмосферный воздух больше в 2,2 раза оксидов азота, в 3,5 раза оксида углерода, в 7,5 раза летучих органических соединений. Существенный вклад в картину общего загрязнения атмосферного воздуха города вносит автотранспорт. На его долю приходится более 24% от всех выбросов токсических веществ.

Система медико-экологического регламентирования основана на предположении о том, что загрязнение окружающей среды создает опасность для здоровья человека. Основанием для этого служат, во-первых, многочисленные жалобы населения, проживающего в условиях загрязненной окружающей среды, на неприятные запахи, головные боли, общее плохое самочувствие и другие дискомфортные состояния; во-вторых, данные медицинской статистики, свидетельствующие о тенденции к росту заболеваемости на загрязненных территориях; в-третьих, данные специальных научных исследований, направленных на определение количественных характеристик связи между загрязнением окружающей среды и его влиянием на организм [6].

В связи с этим оценка риска здоровью человека, обусловленного загрязнением окружающей среды, является в настоящее время одной из важнейших медико-экологических проблем. Однако существует значительная неопределенность в определении понятия риска здоровью и установлении факта воздействия загрязняющих веществ на человека и его количественных характеристик.

К сожалению, существующая практика оценки опасности загрязнения, основанная на сравнении количественных показателей содержания примесей (концентрации) с нормативными регламентами (ПДК, ОБУВ и т.д.), не отражает истинной картины риска ухудшения здоровья, который может быть связан с окружающей средой. Это обусловлено следующей причиной. Основой для установления безопасных уровней воздействия загрязнителей окружающей среды является концепция пороговости вредного действия, постулирующая, что для каждого агента, вызывающего те или иные неблагоприятные эффекты в организме, существуют и могут быть найдены дозы (концентрации), при которых изменения функций организма будут минимальными (пороговыми). Пороговость всех типов действия - ведущий принцип отечественной гигиены.

В целостном организме осуществляются процессы приспособления и восстановления биологических структур, и повреждение развивается только тогда, когда скорость процессов деструкции превышает скорость процессов восстановления и приспособления.

В действительности величина пороговой дозы зависит от следующих факторов:

- индивидуальной чувствительности организма,

- выбора показателя для ее определения,

- чувствительности использованных методов.

Так, разные люди по-разному реагируют на одни и те же воздействия. Кроме того, индивидуальная чувствительность каждого человека также подвержена значительным колебаниям. Таким образом, одни и те же уровни загрязнения окружающей среды часто вызывают далеко не однозначную реакцию как у населения в целом, так и у одного и того же человека. С другой стороны, чем выше чувствительность методов, тем ниже порог. Теоретически даже незначительное количество биологически активных веществ будет вступать в реакцию с биосубстратами и, следовательно, будет действующим.

Любой фактор внешней среды может стать патогенным, но для этого необходимы соответствующие условия. К ним относятся: интенсивность или мощность фактора, скорость нарастания этой мощности, продолжительность действия, состояние организма, его сопротивляемость. Сопротивляемость организма, в свою очередь, является переменной величиной: она зависит от наследственности, возраста, пола, физиологического состояния организма в момент воздействия неблагоприятного фактора, ранее перенесенных заболеваний и т.д. Поэтому в одинаковых условиях внешней среды один человек заболевает, а другой остается здоров или один и тот же человек в одном случае заболевает, а в другом - нет.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что изучение заболеваемости населения помогает определить риск неблагоприятного влияния загрязнения окружающей среды, однако не в полной мере. Медико-экологическое регламентирование должно не только обеспечивать предупреждение появления заболеваний среди населения, но и способствовать созданию наиболее комфортных условий жизни.

4. Методология оценка риска здоровья

При оценке риска здоровью, который обусловливается качеством окружающей среды, принято исходить из следующих теоретических соображений, получивших признание научной общественности:

• биологический эффект воздействия зависит от интенсивности вредного

(химического, физического и др.) фактора, действующего на организм человека;

• интоксикация есть одна из фаз адаптации;

• предельно допустимый уровень загрязнения окружающей среды есть понятие вероятностное, определяющее приемлемый (допустимый) риск и имеющее профилактическую направленность и гуманистическое значение.

Схема оценки риска здоровью состоит из четырех основных блоков:

• расчет потенциального (прогнозируемого) риска в соответствии с

результатами оценки качества окружающей среды;

• оценка заболеваемости (здоровья) населения в соответствии с материалами

медицинской статистики, диспансерных наблюдений и специальных исследований;

• оценка реального риска здоровью с использованием статистических и экспертных аналитических методов;

• оценка индивидуального риска на основе расчета накопленной дозы и применения методов дифференциальной диагностики.

Оценка качества окружающей среды невозможна без всестороннего учета всех источников, способных ее загрязнять. Традиционно такие источники делятся на две основные группы:

• естественные (природные),

• антропогенные (связанные с деятельностью человека).

Первая из названных групп проявляет свое действие при стихийных бедствиях, таких как извержение вулканов, землетрясения, стихийные пожары. При этом в атмосферу, водные объекты, почву и т.д. выделяется большое количество взвешенных веществ, сернистого ангидрида и пр. В ряде случаев опасное загрязнение может создаваться и при относительно "спокойных" ситуациях, например при выделении радона и других опасных природных соединений из недр Земли через трещины и изломы ее поверхностных слоев.

Однако наибольшую опасность в настоящее время представляет вторая группа источников, создающая антропогенное загрязнение. Ведущее место в этом типе загрязнения принадлежит промышленным предприятиям, теплоэлектроцентралям и автотранспорту. Эти источники, непосредственно загрязняя атмосферу, водные объекты, почву, создают условия и для ее вторичного загрязнения, вызывая накопление примесей в объектах окружающей среды.

Медицинская статистика предполагает проведение большого объема работ государственного масштаба, связанных с формированием информационных баз по следующим показателям.

• Демографические показатели (рождаемость, смертность, детская смертность, неонатальная, постнатальная, перинатальная смертность, продолжительность предстоящей жизни).

Показатели рождаемости выражаются демографическими коэффициентами и рассчитываются по отношению к числу жителей, проживающих на административной территории. Основными являются общий и специальный показатели рождаемости. Общий показатель дает только приближенное представление о процессе воспроизводства населения, поскольку исчисляется по отношению к численности всего населения, тогда как рожают только женщины и только в детородном возрасте Плодовитым (фертильным) возрастом принято считать 15-49 лет. В связи с этим более объективно рождаемость может быть представлена специальным показателем, рассчитываемым именно на этот возраст.

Статистика смертности косвенно отражает состояние здоровья живущего населения, характеризуя риск смерти, который зависит от многих факторов.

Размеры смертности определяют путем вычислении коэффициентов смертности. Коэффициенты смертности можно разделить на общие и специфические. При их расчете очень важно быть уверенным в том, что число смертей, используемое для вычисления этого коэффициента, имеет место именно в той популяции, для которой проводится расчет. Такая группа населения квалифицируется как популяция, подвергающаяся риску. Популяция риска, представляет собой среднюю численность населения на данной территории в период, к которому относятся коэффициенты смертности [5].

Детской смертностью называют смертность детей на первом году жизни. При анализе повозрастной смертности детская смертность выделяется для специального анализа вследствие ее особого значения как критерия социального благополучия населения и как показателя эффективности оздоровительных мероприятий. Детская смертность составляет значительную долю общей смертности и требует тщательного анализа ее причин. Размеры смертности на первом году жизни превышают показатели смертности в последующих возрастах, кроме возраста глубокой старости, и значительно снижают показатель средней продолжительности жизни.

Смертность детей на первом месяце жизни называется неонатальной и разделяется на раннюю неонатальную (на первой неделе жизни) и позднюю неонатальную. Смертность детей в возрасте от месяца до года называется постнеонатальной.

Перинатальная смертность - это число детей, мертворожденных и умерших в первые 7 дней жизни (168 часов). В составе перинатальной смертности различают антенатальную, интранатальную и постнатальную смертность (смертность до начала родов, в период родов и после рождения соответственно).

Продолжительность предстоящей жизни определяется путем составления таблиц дожития. Таблицы дожития являются особым способом выражения коэффициента смертности в определенной группе населения для данного периода времени. Их основными элементами являются показатели вероятности смерти, рассчитанные раздельно по отдельным годам жизни или возрастным группам.

Средняя продолжительность предстоящей жизни - это число лет, которое осталось прожить людям данного возраста, а средняя продолжительность жизни - это число лет, которое в среднем предстоит прожить данному поколению родившихся или сверстникам определенного возраста, если предположить, чтона всем протяжении их жизни смертность в каждой возрастной группе будет такой, какой она была в том году, для которого производилось исчисление.

Такой порядок определения средней продолжительности жизни принят в международной статистической практике и при страховании жизни. Поэтому для разных стран показатели средней продолжительности жизни являются сопоставимыми.

Заболеваемость: инфекционная и неинфекционная (болезни различных органов и систем), репродуктивная функция популяции, инвалидность.

Заболеваемость населения - одна из важнейших характеристик общественного здоровья. Для ее оценки используются коэффициенты, рассчитанные как отношение числа заболеваний к численности групп населения, в которых они выявлены за определенный период времени, и пересчитанные на стандарт (100, 1000, 10 000, 100 000 человек).

Эти коэффициенты отражают вероятность (риск) появления того или иного заболевания в изучаемой группе населения.

Говоря о заболеваемости, имеют в виду обычно только новые случаи заболеваний (первичная заболеваемость). Если необходимо составить представление как о новых случаях заболеваний, так и об уже имевшихся ранее, то рассчитывается показатель болезненности. Следовательно, заболеваемость является динамичным показателем, а заболеваемость может заметно отличаться от болезненности при хронических заболеваниях, однако при непродолжительных заболеваниях это различие незначительно. При выявлении причинных связей наиболее подходящими считают коэффициенты заболеваемости. Этиологические факторы проявляются прежде всего через развитие заболевания, поэтому чем чувствительнее и динамичнее показатели, тем они полезнее при исследовании причинных связей. Для установления влияния среды обитания на здоровье коэффициенты заболеваемости должны рассчитываться применительно к конкретным группам населения, чтобы затем можно было определить наличие или отсутствие причинно-следственных связей между воздействием конкретных факторов среды обитания на соответствующую группу населения.

Следует отметить, что полнота и достоверность данных о заболеваемости существенно зависят от метода ее изучения.

Инвалидность - это стойкая (длительная) потеря или значительное ограничение трудоспособности. Инвалидность наряду с заболеваемостью относят к медицинским показателям здоровья населения. Чаще всего причиной инвалидности является заболевание, которое, несмотря на лечение, приобретает устойчивый характер, а функция того или иного органа не восстанавливается.

Физическое развитие: информация, характеризующая здоровье детей, подростков и взрослых.

Под физическим развитием человека понимают комплекс функционально морфологических свойств организма, который в итоге определяет запас его физических сил. На физическое развитие влияют многие факторы эндогенного и экзогенного характера, что определяет частое использование оценок физического развития в качестве интегральных показателей для характеристики состояния здоровья. Показатели физического развития, как правило, относят к позитивным признакам здоровья. Однако лица, имеющие заболевания, т.е. носители негативных признаков, также располагают определенным уровнем физического развития. Поэтому целесообразно квалифицировать физическое развитие не как самостоятельный позитивный показатель здоровья, а как критерий, пребывающий во взаимосвязи с другими показателями, характеризующими качественную сторону жизни населения. Особенно большое значение показатели физического развития имеют для оценки здоровья тех групп населения, заболеваемость и инвалидизация которых сравнительно незначительны: дети старше 1 года, рабочие определенных профессий со строгим профессиональным отбором. Роль физического развития в области профилактики определяется также тем, что его состояние в значительной степени управляемо - средствами регулирования питания, режима труда и отдыха, двигательного режима, отказа от вредных привычек и т. д.

Для характеристики здоровья населения могут использоваться и другие показатели «качества» жизни или здоровья здоровых: умственное развитие, умственная и физическая работоспособность и др.

Анализ данных медицинской статистики предполагает ряд последовательных этапов.

Предположение: выявление заболеваний, контрастно выделяющихся во времени или в пространстве

Изучение здоровья и заболеваемости населения по материалам медицинской статистики позволяет сопоставлять эти показатели с временными и пространственными характеристиками. В этом случае основной целью такого сопоставления можно считать определение территорий, контрастно выделяющихся по уровню смертности, заболеваемости и т. д. Особое место здесь занимают методы электронного картографирования районов наблюдения, позволяющие получать достаточно наглядную информацию. Весьма характерными в этом плане являются получившие широкое распространение в последнее время работы по созданию медико-экологических атласов. Особое внимание при этом следует уделять достоверности отслеживаемой информации.

Так, например, наиболее широко для изучения заболеваемости по обращаемости используются материалы лечебно-профилактических учреждений (ЛПУ). Получение отчетов ЛПУ по утвержденным формам не вызывает, как правило, больших затруднений. Эти данные могут и должны использоваться заинтересованными организациями для оценки здоровья населения. Однако следует иметь в виду, что существующая система учета и отчетности ЛПУ позволяет получить лишь приблизительные оценки заболеваемости, а также временной нетрудоспособности в связи с заболеваниями и травмами. Данные ЛПУ достаточно точно отражают лишь работу самих этих учреждений, но не распределение заболеваемости по территории и группам населения. Это связано со следующими обстоятельствами [5].

Учет и отчетность ЛПУ основаны на регистрации обращаемости. Однако среди реально заболевших лиц далеко не все обращаются за медицинской помощью, причем доля обращающихся среди заболевших зависит от разных причин: тяжесть заболевания, доступность конкретного вида медицинской помощи в ближайшем ЛПУ, возраст и пол больных, характер их трудовой деятельности.

Наряду с территориальными ЛПУ, имеются ведомственные и частные учреждения. Определить долю лиц, проживающих в зоне обслуживания ЛПУ, но получающих медицинскую помощь в других учреждениях (медсанчасти промышленных предприятий, поликлиники МО, МВД и др.), крайне сложно. Кроме того, нередко имеет место двойная регистрация одного и того же заболевания в разных лечебных учреждениях.

Люди, проживающие на одной и той же территории, обращаются по поводу разных заболеваний в разные ЛПУ: поликлиники, диспансеры, диагностические центры, травматологические пункты. Кроме того, специализированные кабинеты (например, эндокринологические, урологические) часто обслуживают население, проживающее в зонах нескольких поликлиник.

Дети и взрослые обслуживаются, как правило, в разных поликлиниках, женщины обращаются по поводу ряда заболеваний в женские консультации.

Территориально зоны обслуживания этих трех типов ЛПУ накладываются друг на друга, и их границы обычно не совпадают.

Таким образом, при изучении заболеваемости по обращаемости в ЛПУ наряду с вопросом полноты и достоверности регистрируемых случаев заболеваний возникает проблема объединения данных, характеризующих заболеваемость населения (групп населения), проживающего на конкретной территории. При этом следует отметить, что чем меньше территория, на которой изучается заболеваемость, тем сложнее решать эту проблему. Так, относительно полные данные можно получить по городу в целом; менее достоверны данные по административным районам города, а при анализе заболеваемости по зонам обслуживания ЛПУ, и тем более по врачебным участкам, изучение обращаемости даже по статталонам позволяет получить лишь сугубо ориентировочные показатели.

Использование данных о заболеваемости по результатам медицинских осмотров позволяет уточнить информацию, получаемую в ЛПУ, так как в данном случае появляется возможность:

выявить заболевания в начальных стадиях;

провести достаточно полный учет "хронических" заболеваний;

придать результатам осмотров независимость от уровня санитарной культуры населения, доступности медицинской помощи и других немедицинских факторов.

Получение данных о заболеваемости по регистрации причин смертности позволяет установить те заболевания, которые привели к внезапной смерти, но не были выявлены первыми двумя методами (отравления, травмы, инфаркты, инсульты и др.). Ценность метода зависит от удельного веса в структуре заболеваемости соответствующих форм патологии. Следует учитывать, что остальные заболевания с благоприятным для жизни исходом не попадают в поле зрения врачей, изучающих заболеваемость по причинам смерти.

Получение данных о заболеваемости методом интервью представляет интерес как дополнительный метод для выявления жалоб населения и, особенно, для получения сведений о факторах среды обитания и образе жизни с целью последующего исследования связи этих показателей со здоровьем. Во многих странах этот метод используется довольно широко вследствие того, что частный характер медицины и здравоохранения делает практически невозможным анализ истинной заболеваемости населения по данным обращаемости и медицинских осмотров.

Выдвижение гипотез (теоретическое обоснование возможности связи с окружающей средой)

В случае обнаружения территорий, контрастно выделяющихся по уровню заболеваемости, физического развития, смертности или иным показателям медицинской статистики, выдвигаются гипотезы связи этого явления с качеством окружающей среды. При этом используются данные научных исследований об особенностях биологического действия тех или иных примесей, а также результаты предыдущих эпидемиологических исследований.

В настоящее время разработан примерный список заболеваний, которые могут быть связаны с отдельными факторами окружающей среды.

Список заболеваний, которые могут быть связаны с загрязнением окружающей среды.

1. Болезни системы кровообращения.

Загрязнение атмосферы: окислы серы, окись углерода, окислы азота, сернистые соединения, сероводород, этилен, пропилен, бутилен, жирные кислоты, ртуть, свинец и др.

Шум.

Жилищные условия.

Электромагнитные поля.

Состав питьевой воды: нитраты, хлориды, нитриты, жесткость воды.

Биогеохимические особенности местности: недостаток или избыток во внешней среде кальция, магния, ванадия, кадмия, цинка, лития, хрома, марганца, кобальта, бария, меди, стронция, железа.

Загрязнение пестицидами и ядохимикатами.

Природно-климатические условия: быстрота смены погоды, влажность, давление, уровень инсоляции, скорость и направление ветра.

2. Болезни нервной системы и органов чувств. Психические расстройства.

Природно-климатические условия: быстрота смены погоды, влажность, давление, температура.

Биогеохимические особенности: высокая минерализация почвы и воды, хром.

Жилищные условия.

Загрязнение атмосферы: окислы серы, углерода и азота, хром, сероводород, двуокись кремния, ртуть и др.

Шум.

Электромагнитные поля.

Хлорорганические, фосфорорганические и другие пестициды.

3. Болезни органов дыхания.

Природно-климатические условия: быстрая смена погоды, влажность.

Жилищные условия.

Загрязнение атмосферы: пыль, окислы серы и азота, окись углерода, сернистый ангидрид, фенол, аммиак, углеводород, двуокись кремния, хлор ртуть и др.

Хлорорганические и фосфорорганические пестициды

4. Болезни органов пищеварения.

Загрязнение окружающей среды пестицидами и ядохимикатами.

Недостаток или избыток микроэлементов во внешней среде.

Жилищные условия.

Загрязнение атмосферы: сероуглерод, сероводород, пыль, окислы азота, хром, фенол, двуокись кремния, фтор и др.

Шум.

Состав питьевой воды, жесткость воды

5. Болезни крови и кроветворных органов.

Биогеохимические особенности: недостаток или избыток хрома, кобальта, редкоземельных металлов.

Загрязнение атмосферного воздуха: окислы серы, углерода, азота,

углеводород, азотисто-водородная кислота, этилен, пропилен, сероводород и др.

Электромагнитные поля.

Нитриты и нитраты в питьевой воде.

Загрязнение окружающей среды пестицидами и ядохимикатами.

6. Болезни кожи и подкожной клетчатки.

Уровень инсоляции.

Недостаток или избыток во внешней среде микроэлементов.

Загрязнение атмосферного воздуха.

7. Болезни эндокринной системы, расстройство питания, нарушение обмена веществ.

Уровень инсоляции.

Избыток или недостаток во внешней среде свинца, йода, бора, кальция, ванадия, брома, хрома, марганца, кобальта, цинка, лития, меди, бария, стронция, железа, молибдена.

Загрязнение атмосферного воздуха.

Шум.

Электромагнитные поля.

Жесткость питьевой воды.

8. Врожденные аномалии.

Загрязнение атмосферного воздуха.

Загрязнение пестицидами и ядохимикатами.

Шум.

Электромагнитные поля.

9. Болезни мочеполовых органов.

Недостаток или избыток во внешней среде цинка, свинца,йода, кальция, марганца, кобальта, меди, железа.

Загрязнение атмосферы: сероуглерод, двуокись углерода, |углеводород, сероводород, этилен, окись серы, бутилен амилен, окись углерода.

Патология беременности в том числе.

Загрязнение атмосферного воздуха.

Электромагнитные поля.

Загрязнение пестицидами и ядохимикатами.

Недостаток или избыток микроэлементов.

Жесткость питьевой воды.

10.Новообразования рта носоглотки верхних, дыхательных путей бронхов, трахеи, легких и др.

Загрязнение атмосферного воздуха.

Природно-климатические условия: влажность, уровень инсоляции, температура, давление, суховеи и пыльные бури.

Новообразования органов пищеварения.

11. Загрязнение пестицидами и ядохимикатами.

Загрязнение атмосферного воздуха- канцерогенные вещества, акролеин и другие фотооксиданты (окислы азота, озон, формальдегид, органические перекиси).

Биохимические особенности: недостаток или избыток магния, марганца, кобальта, цинка, редкоземельных металлов, меди.

Состав питьевой воды: хлориды, сульфаты, жесткость.

12. Новообразования мочеполовых органов.

Загрязнение атмосферного воздуха: сероуглерод, двуокись углерода, углеводород, сероводород, этилен, бутилен, амилен, окислы серы, окись углерода.

Загрязнение пестицидами и ядохимикатами

Недостаток или избыток магния, марганца, цинка, кобальта,

молибдена, меди.

Хлориды в питьевой воде.

Как видно, одни и те же заболевания могут быть вызваны или спровоцированы разными факторами окружающей среды. В связи с этим при обосновании гипотез особое внимание должно уделяться сопоставлению уровня заболеваемости с потенциальным риском воздействия каждого из вероятных факторов.

Влияние воды на здоровье человека

2.1 Влияние состава воды на здоровье

Здоровье населения находится в прямой зависимости от состава природных вод в источниках, из которых осуществляется регулярное водоснабжение данной территории.

Ежедневно употребляемые каждым человеком 1,5-2,5 литра воды не должны, в идеале, содержать никаких вредных примесей, вредно воздействующих на здоровье человека. В то же время, природные воды должны содержать достаточное количество микроэлементов, участвующих в обменных процессах человека. Так, например, пониженное содержание фтора в питьевой воде способствует разрушению зубной эмали и развитию стоматологической патологии. Недостаток йода, что характерно для нашего эндемичного в этом плане региона, вызывает заболевания щитовидной железы.

Бактериальное загрязнение природных вод представляет собой опасность возникновения и распространения инфекционных заболеваний, включая особо опасные инфекции.

Содержание в природных водах солей тяжелых металлов, остатков нефтепродуктов и прочих вредных примесей может вызывать онкологическую патологию и множество других опасных болезней. Наиболее подвержено население почечно-каменной болезни, предопределяемой составом употребляемой воды.

Методы очистки воды в нашем регионе, к сожалению, пока не совершенны.

Существует надежда на осознание этой проблемы властными структурами и инвесторами, что позволит осуществить строительство в Тюмени станций по озонации воды, что является, на сегодняшний день, современным и прогрессивным методом по сравнению с применяемыми у нас в городе.

2.1.1 Медико-экологическое районирование территорий

Медико-экологическое районирование территорий является начальным этапом формирования и оценки гипотез о факторах риска заболеваемости теми болезнями, природа которых недостаточно изучена.

Данные официальной статистики и результаты специальных эпидемиологических исследований свидетельствуют об ухудшении за последние 5 - 7 лет показателей здоровья населения России.

Важное значение приобретают экологически обусловленные причины ухудшения здоровья населения и, в частности, вызванные загрязнением водных объектов.

Все это определяет необходимость совершенствования методологии влияния водного фактора на здоровье населения. Поскольку водопотребление и водоотведение осуществляется в границах бассейнов рек.

Важное значение имеют вопросы совершенствования методов районирования территорий этих бассейнов по демографическим показателям и показателям инфекционной, паразитарной и неинфекционной заболеваемости населения, связанным с природным составом, биологическим и химическим загрязнением вод.

Районирование территорий предусматривает дифференциацию их на более мелкие участки - таксоны с одинаковыми свойствами или признаками.

При районировании бассейна рек по медико-экологическим показателям (природному составу, биологическому и химическому загрязнению вод) необходимо учитывать особенности организации статистики здоровья населения.

Критериальность демографических показателей и показателей заболеваемости, связанных с загрязнением вод, определяется характером ее биологических эффектов, уровнем и продолжительностью воздействия. Характер биологических эффектов может проявляться в виде специфических и неспецифических ответных реакций организма. При этом факторы загрязнения вод, воздействующие на организм, подразделяются на две группы. В первую группу входят факторы, которые могут вызвать специфические ответные реакции: органолептические, раздражения слизистых оболочек, острые и хронические отравления, заболевания различных систем организма, генетические отклонения, пороки развития, новообразования, специфические инфекционные, паразитарные и природно-очаговые заболевания. Ко второй группе относят факторы, которые приводят к снижению иммунобиологической реактивности организма, изменяют биохимический и физиологический показатель, способствуют развитию той или иной патологии.

2.2 Связь загрязненной воды с паразитарной и инфекционной заболеваемостью населения

Из суммы представлений о патогенетической значимости загрязнений воды следует выделить доказанные безусловные причинно-следственные связи ряда нозологических форм инфекционной кишечной патологии и некоторых паразитозов с биологическим загрязнением вод.

С водным фактором связаны многие кишечные инфекции, которые относят к группе инфекционных болезней, вызываемых патогенными микроорганизмами, характеризующиеся «заразительностью» и, как правило, острым течением. К кишечным инфекциям, возбудители которых передаются через воду, относят: брюшной тиф, паратифы, дизентерию, холеру, сальмонеллез, вирусный гепатит и некоторые другие, реже встречающиеся заболевания.

Загрязнение водоемов инфицированными бытовыми сточными водами является установленной причиной многих вспышек инфекций. Возможность водного пути распространения этих инфекций сейчас вполне доказана.

С гидроэкологическим фактором также тесно связаны многие паразитозы, вызываемые патогенными кишечными простейшими (лямблиоз, амебиаз и др.); простейшими паразитами крови (малярия); гельминтами (описторхоз, дифиллоботриоз и др.).

Самая тесная связь многих паразитозов с гидроэкологическим фактором определяется еще и тем, что жизненные циклы их возбудителей протекают с обязательным участием различных животных, выполняющих роль промежуточных хозяев и переносчиков паразитов (рыб, моллюсков, ракообразных, комаров и т.д.), являющихся массовыми водными организмами. Стадии развития возбудителей, попадающих во внешнюю среду, в свою очередь, теснейшим образом связаны с гидроэкологическим фактором.

Среди паразитарных болезней особенное место занимает лямблиоз - заболевание, вызываемое возбудителем типа простейших, способным вызвать у человека поражение кишечника и печени. Современные эпидемиологические данные относят питьевую воду к основному пути передачи возбудителя.

Обнаружение лямблий в питьевой воде - достаточно трудоемкий и сложный процесс.

Влияние компонентов химического состава питьевой воды на здоровье населения. Компонентный состав употребляемой нами питьевой воды весьма сложен и химически разнообразен.

2.2.1 Медико-экологическая классификация рисков питьевого водопользования

Казалось бы, достаточно разработанные подходы к оценке факторов риска обеспечивают выход на установление степени опасности и приемлемости для питьевого водопользования различных водоисточников. Для этой же цели предназначены и две официально принятые гигиенические классификации:

1. Распределение вредных веществ (согласно новым санитарным правилам и нормам качества питьевой воды) по 4 классам опасности:

I – чрезвычайно опасные.

II – высоко опасные.

III – опасные.

IV – умеренно опасные.

2. Классификация водных объектов по характеру загрязнения - критерий, основой которого является их иерархия по степени превышения ПДК. К веществам, нормируемым по токсикологическому показателю вредности, установлены 4 степени загрязнения (в терминах N-кратного превышения ПДК): допустимая (1-кратное) умеренная (3-кратное) высокая (10-кратное) чрезвычайно высокая (100-кратное).

Сочетание этих двух классификаций позволяет оценить и степень опасности выявленного уровня загрязнения водоисточника и степень его пригодности для питьевого водопользования. Так, обнаружение веществ, принадлежащих к 1 и 2 классам опасности, в водоисточнике с «умеренной» степенью загрязнения, может привести к появлению начальных симптомов интоксикации у части населения.

При «высокой» степени загрязнения этими веществами выявлены выраженные симптомы интоксикации и развития характерных для обнаруженных веществ патологических эффектов.

2.3 Влияние загрязняющих веществ питьевой воды на здоровье человека

Все живое, в том числе и человек, состоит из воды, поэтому ее качество очень сильно влияет на состояние всего живого и в особенности на здоровье человека. С водой человек сталкивается в разных ее видах: питьевая вода, водоем для купания, водоем около места жительства, места частого пребывания и мн.др.

Конечно, на здоровье человека влияют все компоненты экологической обстановки: загрязнение воздуха, почвы и воды, но качество последней имеет самое важное значение.

Существует высказывание, что большинство болезней человек выпивает с водой. Учитывая, что у большого количества населения нарушен обмен веществ, процессы накопления вредных соединений стали ускоряться, и нередко в 30 лет молодые люди имеют камни в почках, камни в желчном пузыре, онкологические заболевания и другие виды болезней, связанных с качеством воды. Особое место занимают инфекционные заболевания, которыми мы можем заразиться через воду.

В таблице показано, как отдельные загрязняющие вещества в воде влияют на здоровье.

Таблица 3

Влияние загрязняющих веществ в воде на здоровье человека

Вещества	Источники	Воздействие на организм
Алюминий	Водоочистные сооружения, цветная металлургия	Нейротоксическое действие, болезнь Альцгеймера
Барий	Производство пигментов, эпоксидных смол	Воздействие на сердечно-сосудистую систему
Бор	Цветная металлургия, природный фон	Снижение репродуктивной функции у мужчин, нарушение: менструального цикла у женщин, углеводного обмена, активности ферментов
Кадмий	Коррозия труб с гальваническим покрытием, текстильная промышленность	Увеличение кардиоваскулярной заболеваемости, онкозаболевания, нарушения менструального цикла, мертворождаемость, нарушения костной ткани
Никель	Гальваника, химическая промышленность	Поражение сердца, печени, онкозаболевания, кератиты
Нитраты	Животноводство, удобрения, сточные воды	Метгемоглобинемия, рак желудка
Ртуть	Протравка зерна, гальваника, пайки, водопроводы	Нарушение функции почек, нервной системы
Свинец	Тяжелая промышленность, пайки, водопроводы	Поражение почек, нервной системы, органов кроветворения, увеличение кардиоваскулярной заболеваемости, авитаминозы. С и В
Стронций	Естественный фон	Стронциевый рахит
Соли кальция и магния, бром	Природный фон Естественный фон	Мочекаменная и слюнокаменная болезнь, склероз, гипертония

Также на здоровье влияет вода, с которой мы соприкасается в своей деятельности или быту. В природных водоемах, в которых человек купается, могут содержаться организмы, вызывающие опасные заболевания.

Некоторые новейшие методы выведения токсинов и шлаков

• Гидроколонотерапия ^{3.31 Кб}
• Плазмофорез ^{2.67 Кб}
• Гемосорбция ^{1.24 Кб}
• Энтеросорбция ^{1.38 Кб}
• Очищение крови с помощью гирудотерапии ^{3.82 Кб}
• Противопоказания и показания к гирудотерапии ^{3.26 Кб}

Развитие цивилизации привело к тому, что человечество стремительно загрязняет окружающую среду. Применение бытовой химии, различных химических удобрений и средств защиты растений, выбросы промышленных предприятий, лекарственные препараты, используемые для лечения различных болезней, – вот далеко не полный список источников поступления в организм человека токсических веществ. Воздух, вода, продукты питания, многие предметы, используемые в быту, ежедневно воздействуют на человека присутствующими в них вредными веществами. В результате организм перестает справляться с повышенным поступлением токсинов, что приводит к нарушению функций различных систем органов, ухудшению нормального обмена веществ, снижению иммунитета и развитию различных заболеваний. В первую очередь страдают те органы, одной из функций которых является выведение из организма токсинов и конечных продуктов обмена веществ – почки, печень, кожа и желудочно‑кишечный тракт. Поэтому для полного выздоровления необходимо провести очищение организма.

Гидроколонотерапия – это метод глубокого очищения кишечника, который способствует выведению токсинов и шлаков, что положительно влияет на перистальтику.

Плазмофорез – это удаление части плазмы (жидкой части крови), вместе с которой из организма выводится значительное количество токсинов, способствующих развитию заболеваний и их осложнений. Вместо удаляемой плазмы вводится соответствующий объем специальных плазмозамещающих растворов. После удаления плазмы клетки крови возвращаются в организм пациента. Таким образом, после этой процедуры происходит существенное снижение концентрации токсинов. Однако для достижения полного очищения крови обычно требуется не менее 3–4 сеансов плазмофореза.

Метод гемосорбции основан на способности активированного угля выводить из крови многие вредные вещества, поступившие из внешней среды или образовавшиеся в результате обменных процессов. Современный активированный уголь является искусственно полученным синтетическим химически чистым веществом, которое, благодаря особой структуре, хорошо совместимо с кровью.

Методы плазмофореза и гемосорбции требуют извлечения определенного объема крови из организма. Однако существуют методы очищения крови, для которых в этом нет необходимости.

Метод энтеросорбции основан на процессах фильтрации и реабсорбции жидкости из сосудистого русла в просвет кишечника его ворсинками. Вещества, растворенные в крови, вступают в контакт с энтеросорбентом, заранее принятым внутрь, осаждаются на нем и вместе с ним выводятся из организма.

Гирудотерапия – лечение с помощью пиявок – издавна применяется в медицине. Этот метод практиковался в Древнем Риме и Древней Греции.

В России гирудотерапия была очень популярна в XVIII–XIX вв., когда почти каждый врач носил с собой емкость с пиявками. Кроме врачей, кровопусканием нередко занимались и парикмахеры. Следует отметить, что гирудотерапия долгое время считалась очень эффективным способом лечения многих болезней, поэтому применялась достаточно часто.

Экономическая основа рационального природопользования.

Введение

В условиях современного общества, установившего абсолютный приоритет рыночных отношений, защита экологии неотъемлимо связана с экономическими факторами и стимулами рационального природопользования. В нашей жизни потребление стало главным мерилом жизненного успеха, основным фактором человеческого счастья. Человек превратился а потребителя, не задумываясь о том, что потребляет он в первую очередь богатства природы, истребляя то, что создавалось на нашей планеты в течение миллионов лет.

Рост мирового производства товаров и услуг с 6 трлн долл. в 1959 г. до 43 трлн долл. в 2000 г. привел к такому разрушению окружающей среды, которое и представить себе никто не мог полстолетия назад. При этом структура потребления такова, что основная его доля сосредоточена в странах так называемого "золотого миллиарда". Если остальной мир хотя бы немного приблизится к стандартам жизни развитых стран, последствия для экологии будут катастрофическими.

Для изменения отношения человечества к природе могут потребоваться десятки, а может и сотни лет. Но планета не будет ждать милости от людей. Необратимые изменения в биосфере уже начались, и сейчас задача наиболее прогрессивной части общества - максимально снизить силу воздействия человека на природу. И самый эффективный метод достижения этой цели - создание новой, экологической экономики, в основе которой будут лежать меры экономического характера, мотивирующие природоохранную деятельность и побуждающие к сохранению окружающей среды.

Целью настоящей работы является обзор таких экономических методов, их анализ и изучение возможных преимуществ и недостатков.

Уровни природопользования.

Условно, можно выделить три различных уровня природопользования:

- Локальный - уровень, ограниченный рамками владения одного субъекта: домохозяйство, двор, предприятие или ферма;

- Региональный - совокупность субъектов одного региона или страны;

- Глобальный - совокупность всех стран и регионов природопользования.

Соответственно, все загрязнения можно также разделить на те же три уровня: локальные, региональные и глобальные.

Важно понимать, что непосредственное воздействие на природу оказывается лишь на локальном уровне, но совокупная сила таких воздействий может наносить значительный вред и экосистеме региона, и биосфере в целом. В связи с этим в основе экономической мотивации рационального природопользования должна лежать система поощрений и наказаний именно субъектов локального уровня.

Выработка методик и контроль над функционированием такой системы, осуществляется на региональном уровне. Кроме этого, на региональном уровне проводятся восстановительные природоохранные мероприятия. Государство, как сильнейший социальный институт, сейчас оказывает самое значительное влияние на уровень разрушения экосистемы в том или ином регионе. Экономически слабые государства, ради решения сиюминутных проблем, иногда допускают проявления экологического экстремизма, ведущего к необратимым последствиям для природы. Примером таких действий может служить полное уничтожение тропических лесов в королевстве Тайланд в конце прошлого столетия.

Научно-исследовательские функции, работа по сохранению биосферы земли, а также контроль за экологией регионов и решение трансграничных проблем, относятся на глобальный уровень. Примерами такой работы могут служить создание международной Красной книги, или недавнее подписание Киотского протокола. Международное сообщество в лице, как межгосударственных объединений, так и общественных организаций должно являться гарантом стабильности экологической ситуации на всей планете.

Чрезвычайно важно не только разработать и внедрить комплекс мер по защите экосистемы, но и предусмотреть механизмы контроля их выполнения, а также функцию обратной связи для оценки и корректировки этих мер. Таким механизмом должны стать различные общественные природоохранные организации, научные сообщества, свобода взглядов и широта мнений которых гарантируют правильность выбранных методов.

Сущность экономических механизмов регулирования рационального природопользования.

Рациональное природопользование – комплексное научно-обоснованное использование природных богатств, при котором достигается максимально возможное сохранение природно-ресурсного потенциала, при минимальном нарушении способности экосистем к саморегуляции и самовосстановлению.[1]

В основе экономических механизмов лежит принцип максимальной прибыли, который стимулирует участников рынка к минимизации издержек. Надо отметить, что такой стимул действителен только в условиях конкурентного рынка, а значит, наипервейшая задача при реализации экономической программы защиты окружающей среды - создание конкурентной среды во всех отраслях природопользования.

Суммарные расходы субъекта на эксплуатацию какого-либо природного ресурса будут складываться из следующих затрат:

- Плата за ресурс (лицензию, квоту)

- Штрафы за плохое использование ресурса

- Потери от загрязнения (падение урожая, снижение капитализации)

- Социальные потери (потеря доверия потребителей, недовольство персонала)

- Издержки на охрану природы

Уровень нагрузки на окружающую среду будет обратно пропорционален издержкам на охрану природы, а размер остальных потерь - находится в нелинейной зависимости от этой нагрузки.

Схематично эту зависимость можно представить в виде графика:

Рисунок 1. Зависимость затрат и нагрузки на окружающую среду.

Кривая З характеризует затраты на охрану природы, а П - плату за ресурс и другие расходы (штрафы, потери). Расходы субъекта на ведение природопользовательской деятельности будут составлять сумму этих функций и достигать минимума в точке V 3. Соответственно, необходимо, чтобы точка V 3 соответствовала ассимиляционному потенциалу окружающей среды (АПОС), а средства, полученные в виде платы за загрязнение, направлялись на увеличение этого потенциала.

Таким образом, для экономического стимулирования рационального природопользования, необходимо оценить ассимиляционный потенциал среды в отношении конкретного вида загрязнения, построить кривую затрат на его очистку и кривую потерь самого пользователя от загрязнения, а затем выработать систему оплаты и штрафов, чтобы сумма расходов достигала минимума на уровне АПОС.

Введение штрафов и платы за пользование природных ресурсов, является самым очевидным, но не самым оптимальным методом экономической стимуляции. Как известно, подобные платежи очень сложно и дорого администрировать, кроме того они создают предпосылки для роста коррупции, поэтому необходимо прилагать усилия к повышению экологической сознательности и социальной ответственности населения. Создание системы экологического образования, повышение информированности общества об экологической обстановке, поддержка общественных природоохранных организаций могут принести значительный эколого-экономический эффект

Основным причинам нерационального природопользования необходимо противопоставить серию контрмер:

Причина	Контрмера
Стремление получить краткосрочную выгоду	Средне- и долгосрочные потери
Безнаказанность	Неотвратимость наказания, его суровость
Низкий уровень экологического образования	Программа просвещения и агитации
Отсутствие культуры природопользования	Планомерность и последовательность природоохранных мер

Таблица 1. Экономическая мотивация рационального природопользования

Вид природопользования	Экономический мотив	Механизмы повышения мотивации	Положительные стороны	Отрицательные стороны
Землепользование	Повышение ценности земельного участка	Право собственности на землю, свободный рынок земли, ведение экологического кадастра земель	Саморегулирующий мотив, поощряет рекультивацию земель	Действенен только для сельхозугодий
Разработка природных ресурсов (добыча полезных ископаемых, вырубка леса, рыбная ловля, охота)	Получение прав на разработку природных ресурсов	Контроль и оценка качества использования ресурсов, конкурсная выдача лицензий на основе такой оценки.	Бережная разработка ресурсов повышает шансы на получение новых лицензий, а значит и стоимость компании	Необходим строгий контроль за соблюдением экологических норм
Утилизация твердых отходов	Необходимость финансирования утилизации произведенной продукции	Снижение платежей производителям, заботящимся о последующей утилизации своей продукции	Надежный источник финансирования экологических программ	Повышение фискальной нагрузки на производителей
Загрязнение воздуха выхлопом автотранспорта	Выгода от использования экологически чистого транспорта	Запрет на эксплуатацию экологически грязного транспорта, повышение стоимости более грязного топлива	Более рациональное использование транспорта, мотив к разработке новых типов двигателей	Кратковременное повышение стоимости любых перевозок
Загрязнение окружающей среды при выработке электро- и теплоэнергии	Выгода от экономии энергии	Повышение стоимости энергоресурсов, поощрение применения энергосберегающих технологий	Саморегулирующий мотив, дополнительно дает экономию не возобновляемых ресурсов	Дополнительная инфляционная нагрузка на экономику
Все виды	Забота о социальном имидже	Экологическое образование, экологическая пропаганда	Действенен для всех субъектов, от гражданина до корпорации	Зависит от степени социальной ответственности субъекта
Все виды	Штрафы и другие наказания	Неотвратимость наказания	Воспитательная функция	Сложность контроля

Рациональное землепользование

Основным, определяющим фактором рационального землепользования, является институт собственности на землю. Безусловно, в интересах собственника поддержание своего имущества в хорошем состоянии. Существование свободного рынка земли вносит дополнительную стабильность, мотивируя владельца на поддержание своих земель в наиболее ликвидном состоянии. Важно отметить, что именно частное хозяйство, в силу высокой персональной ответственности хозяина, является более оптимальной формой по сравнению с коллективным или корпоративным владением. Примечательно, что частное или семейное фермерское хозяйство также более конкурентоспособно по сравнению с крупными сельхозкомпаниями в экономическом плане в силу своей большей мобильности и лучшего контроля над издержками.

Итак, лучшей формой экономической мотивации рационального землепользования является частное владение при обязательном государственном надзоре за целевым использованием земель и контролем за использованием водных ресурсов. Земли должны сохранять свое историческое назначение, а их перепрофилирование должно проводиться только в исключительных случаях.

Рациональное использование природных ресурсов

Существующие рыночные механизмы становятся контрпродуктивными при разработке природных ресурсов. Когда экономические требования превосходят пределы возможности природных систем, полагаться на ложные или искаженные рыночные показатели, принимая решения об инвестициях, - это верный путь к глобальной катастрофе.

Например, когда улов рыбы становится недостаточным, рыночные цены на нее непременно растут, а это приводит к дополнительному инвестированию средств в рыболовство. До тех пор, пока рыбы в морях было больше, чем люди могли ее выловить, рынок работал нормально. Но сегодня, когда объемы лова рыбы зачастую превосходят ее устойчивое воспроизводство, инвестиции в постройку новых траулеров в ответ на повышение рыночных цен на рыбу только ускорят развал морского рыболовства.

Аналогичная ситуация складывается и с такими природными системами, как подземные водоносные слои, леса и пастбища. Как только возрастающие потребности в воде начинают превосходить устойчивое пополнение водоносных слоев, уровень грунтовых вод понижается, а колодцы пересыхают. Тогда рынок диктует: ройте более глубокие колодцы. И фермеры включаются в безумное соревнование по бурению скважин, уходя все глубже вниз.

Следовательно, традиционные рыночные механизмы неприменимы к регулированию использования природных богатств. Единственно действующим методом является лимитирование доступа к ресурсам, совмещенное со строжайшим контролем за их использованием. При проявлении первых признаков истощения ресурса, необходимо незамедлительно применять меры по его восстановлению, или замене на другой, аналогичный. Например, альтернативой рыболовству могут стать рыбоводческие хозяйства, а угольной энергетике - газовая или атомная.

Преимущество такого подхода заключается в том, что истощение ресурса ведет к повышению его рыночной цены, что автоматически стимулирует поиск его замены. В этом случае единственными задачами регулирования становятся контроль за запасами и планирование их использования. Чрезвычайно важно обеспечить полную независимость регулирующего органа от пользователей ресурса, поскольку лимитирование его разработки иногда связано с серьезными экономическими потерями для природопользователей. Как показывает опыт, идя на поводу кратковременной выгоды, они, сами того не замечая, не только вредят природе, но иногда и полностью подрывают экономическую основу существования своего бизнеса.

Основными экономическими рычагами регулирования потребления природных богатств являются:

- конкурсная выдача лицензий на добычу

- платное использование

- штрафы за нарушение условий добычи

- поощрение в виде продления лицензии

- ограничение конкуренции за счет лимитирования доступа к ресурсу

При контроле за изъятием ресурсов, необходимо проводить не только количественную, но и качественную оценку их использования, чтобы обеспечить максимальную отдачу или скорейшее возобновление.

Утилизация твердых бытовых отходов

Рост городов и улучшение благосостояния населения, привели к обострению проблемы утилизации бытовых отходов. Крупнейшие мегаполисы мира уже столкнулись с проблемой переполненности городских свалок, и необходимостью вывоза мусора во все более отдаленные районы. А это, как следствие, приводит к увеличению пробега машин, а значит их выхлопа, а также к необходимости закупок нового транспорта для этих целей.

В то же время бытовые отходы - это ценнейшее сырье, на переработку которого требуется значительно меньше энергии и затрат, чем на первичное производство.

По мере того, как экономика требует все больше и больше металлов и других материалов, растет и размер ущерба, причиняемого природе. Таким образом, использование вторичного сырья поможет снизить не только расходы по вывозу и уничтожению мусора, но и вред, наносимый экосистеме.

Рассмотрим динамику изменения структуры твердых бытовых отходов:

Таблица 2. Изменение морфологического состава ТБО г. Москва [3]

(% по массе, с учетом содержания влаги и загрязнения)

Компонент (за год)	1928	1952	1975	1986	1996
Бумага, картон	18	16	28	39	41
Пищевые отходы	12	31	36	31	26
Дерево	4	1	3	2	1
Металл	2	2	2	3	2
Текстиль	3	1	2	3	4
Кости	3	1	5	1	1
Стекло	4	1	4	5	5
Кожа, резина	-	1	1	2	2
Камни	5	6	2	1	2
Полимерные материалы	-	-	-	3	8
Уголь, шлак	4	-	-	-	1
Отсев размера менее 16мм	45	40	17	10	7

Проведенные исследования структуры отходов с 1996 по 1998г. показали следующие тенденции [3]:

1. Сокращается масса и объем пищевых отходов.

2. Возрастает процент полимерных материалов.

3. Увеличивается содержание бумаги и картона (за счет общего увеличения объема упаковочных материалов).

4. Прослеживается тенденция к уменьшению количества металла в составе ТБО.

5. Процент содержания и объем остальных ТБО изменяется незначительно.

Как видно из рассмотренных данных, в структуре ТБО основную долю составляют отходы бумаги и картона. Несмотря на повсеместное внедрение безбумажных технологий документооборота, эти отходы имеют тенденцию к увеличению, в основном за счет роста использования бумажной упаковки.

Проанализируем основные технологии утилизации отходов:

Повторное использование

Значительная доля потребительских товаров может быть повторно использована, - это одежда, морально устаревшая техника, мебель, предметы интерьера, а также оборотная стеклянная тара. Для их повторного использования необходимо внедрить программу сбора и распределения. Такая программа может финансироваться самими производителями продукции, как например происходит с оборотом стеклянных бутылок. Хотя такие бутылки в 1,5 раза тяжелее пластиковых, они предназначены для 30-кратного использования.

Переработка стекольного боя

Еще до энергетического кризиса 1973 года 15-20% мощностей на стекольных заводах работали на переработку стекольного боя, но, используя новые технологии, особенно в развивающихся странах, стекольные заводы работают только на вторсырье. Каждая переработанная тонна стеклянного боя сберегает 1,2 т первичного сырья. И так же 2-5% энергии. Недавнее ужесточение норм выбросов в Японии, Швеции, США и Западной Германии привело к большому спросу на стеклянный бой у стеклопроизводителей из-за того, что его использование в производстве стекла снижает уровень загрязнений.

Переработка макулатуры

Сортов переработанной бумаги несколько: от высококачественной компьютерной до картона. Девять программ по переработке бумажных отходов в 11 крупнейших странах-потребителях бумаги в 1984 году помогли сохранить около 400000 га лесов, и одновременно сократив количество потребляемой энергии и воды, значительно снизив уровень загрязнений. А переработка воскресного издания New York Times может предотвратить вырубку 75000 деревьев.

Постройка фабрики по переработке бумаги стоит лишь 50-80% от стоимости обычной бумажной фабрики. Только в США около 200 фабрик работает на таком сырье. А развивающимся странам, перерабатывающим бумагу, удается благодаря этому не только сохранить питьевую воду, но и сократить - за счет импорта сырья и оборудования - свои долги. С повышением уровня грамотности увеличивается рынок потребления бумаги, в том числе в бедных сырьем странах, что создает новые рынки сбыта для богатых бумагой стран. Крупнейшими импортерами бумаги являются Канада, Италия, Южная Корея и Германия. В Индии бумажная промышленность защищалась до 1985 г. высокими пошлинами на импортируемую древесину и бумагу, почти никаких пошлин не взималось с импортируемых бумажных отходов, так как практически все фабрики были способны их перерабатывать. Финские бумагопроизводители тоже импортируют много бумажных отходов. Чтобы заменить импорт такого сырья использованием собственных отходов, муниципалитетам было предоставлено право запретить выбрасывать бумагу. Бумажные отходы составляют четвертую часть массы всех грузов, отгружаемых из Нью-йоркского порта.

Например, бумага бывает разного качества - в зависимости от состава волокон и цвета. После многих циклов переработки волокна изнашиваются, и из них нельзя получить бумагу высокого качества, но они остаются по-прежнему ценным сырьем для бумажной промышленности. Во многих развивающихся странах в целях экономии материала делают бумагу более низкого качества, чем предусмотрено мировым стандартом. Чем лучше бумага используется, чем чище она поступает на переработку, тем большее число раз ее можно перерабатывать в дальнейшем.

Переработка металлов

Сталь, алюминий и медь требуют более тщательного отбора при переработке, но зато спектр их применения гораздо более широк. Количество энергии и сырья, сберегаемые в процессе переработки, огромно.

Алюминий - наиболее энергоемкий из всех материалов, находящихся в эксплуатации, и зачастую энергия есть решающий фактор для размещения его производства и важнейшая статья затрат на его производство. Производство алюминия из лома потребляет лишь 5% энергии требуемой на его производство из бокситов и поэтому переработка одной банки из-под напитков сберегает полбанки бензина. А одна тонна переработанного алюминия сберегает 4 т бокситов, 700 кг кокса и снижает вредные выбросы на 35 кг. При двукратном увеличении переработки алюминия объем загрязнений сократится на 1 млн. тонн.

Переработка полимеров

Большинство термопластичных полимеров легко подвергаются вторичной переработке. Среди термопластов, для которых сейчас существуют мощности по рециклированию, находятся полиэтилентерефталат ( PET ), поливинилхлорид ( PVC ), полистирол ( PS ), полиэтилен ( PE ), полипропилен ( PP ). За счет высокой стоимости этих материалов, и низкой стоимости переработки, ее экономический эффект определяется стоимостью сборки и сортировки. Для удобства определения состава пластмассы, на его поверхность обычно наносится знак ISO .

Переработка пищевых отходов

Во всем мире минимум пятую часть всех городских отходов составляют органические отходы домашних хозяйств. Осенью, когда опадают листья, количество отходов в развитых странах удваивается. В развивающихся же странах пищевые отходы домашних хозяйств и рынков составляют 40-80 % всех городских отходов. Эти отходы содержат большое количество воды, а значит, тяжелы, что и затрудняет их транспортировку и сжигание.

Все чаще органические отходы используют для получения ценных органических удобрений. Но для такого применения органических отходов их необходимо отделять от неорганических. Удаление неорганики на ранних стадиях переработка органических отходов позволяет улучшить качество удобрений и, следовательно, повысить их рыночную стоимость, уменьшить износ оборудования и понизить производственные затраты. Эти отходы сначала измельчают, а потом помещают в специальные цистерны или иную емкость для отстоя, куда специальными насосами и вентиляторами подается воздух. После дополнительной обработки и отфильтровки перегной можно использовать в качестве удобрения.

Эта технология наиболее распространена в Европе. Франция имеет около 100 фабрик по производству перегноя производительностью около 800000 т в год. Как сообщили владельцы 60 % виноградников на юге Франции, использующие перегной, урожайность при его использовании повышается на 13-14 %. А на севере, в Нормандии перегной применяется на артишоковых плантациях. Австрия, Италия, Голландия и Германия также имеют обширные программы в этом направлении, в Швеции же четвертая часть всех твердых отходов используется для производства перегноя.

Сжигание

Долгое время сжигание отходов считалось самым эффективным способом их утилизации. При этом методе отходы требуют минимальной сортировки, а высокая температура сжигания исключает попадание в атмосферу продуктов неполного сгорания. Мусоросжигательные заводы стали активно возводится по всему миру. Однако впоследствии ученые обнаружили, что диоксины, выделяющиеся при сжигании мусора являются сильнейшими канцерогенными веществами. Были отмечены случаи ухудшения здоровья людей по причине повышенного содержания диоксинов в воздухе. По этой причине строительство многих новых заводов было приостановлено, а некоторые были закрыты.

Захоронение

Захоронение отходов на открытых полигонах - самый простой способ утилизации. Он требует минимальных инвестиций, но в конечном итоге обходится дороже всех остальных как в экологическом, так и в экономическом плане, поскольку требует значительных территорий и влечет за собой значительные затраты транспортировку.

При вторичной переработке бытовых отходов, главную проблему составляет их сортировка, поэтому во многих странах введена ответственность производителя за утилизацию их продукции. Частично перекладывая бремя по утилизации отходов на плечи производителей, государство поощряет тех из них, кто внедряет технологии повторной переработки как самой продукции, так и упаковки. Внедрение технологии конструирования для переработки ( Design for recycling , DfR ) [5], позволяет значительно упростить промышленную переработку отслуживших свой век изделий.

Цены на перерабатываемые материалы также сильно влияют на целесообразность переработки. Низкие и нестабильные цены на рынке вторсырья - просто бич для тех, кто его перерабатывает. Финансирование дальнейшей переработки позволяет держать высокими цены на вторсырье, вовлекая частный капитал в работу на этом рынке.

Автотранспорт

На сегодняшний день, автотранспорт вносит самую значительную долю в загрязнение атмосферы. Количество автомашин продолжает неуклонно расти, и не смотря на принимаемые многими странами меры по ужесточению стандартов выхлопа двигателей внутреннего сгорания, общий вклад автомобилей в загрязнение воздуха продолжает расти. Если в 70-х годах доля загрязнений, вносимых автотранспортом в атмосферу, составляла менее 13%, то в настоящее время она достигла 60% и продолжает расти.

Доступность личного автомобиля, и низкая цена топлива, играют с обществом злую шутку: рост количества автомобилей значительно опережает ассимиляционные возможности природы, вызывая постепенное отравление городов. А возникающие транспортные пробки дополнительно усугубляют положение, значительно увеличивая выбросы.

Для решения этой проблемы одних экологических норм выхлопа недостаточно. Необходимо признать, что право эксплуатации автомобиля - есть право доступа к природным ресурсам, а именно к ассимиляционному потенциалу воздушной среды и к праву пользования землей, отводимой под дороги.

Распределение таких прав должно быть строго лимитировано, и проводиться аналогично распределению правам доступа на другие природные ресурсы. Наиболее простым методом регулирования видится метод регулирования стоимости автомобильного топлива для достижения оптимальной численности автомобилей. При этом стоимость топлива должна быть пропорциональна экологическому вреду, наносимому при его сжигании.

Подобное регулирование позволит добиться:

- справедливого регулирования доступа к ограниченному ресурсу

- финансирования развития транспортной инфраструктуры

- скачка в развитии общественного транспорта

- стимулирование разработки альтернативных источников топлива

В то же время, необходимо отметить, что у подобные меры могут вызвать определенные недовольства в обществе, и их внедрение следует проводить аккуратно, с проведением масштабной разъяснительной работы.

Энергетика, сжигание топлива

Энергия - это движущая сила производства, единственный значительный его фактор. Без этого ресурса невозможно представить современную цивилизацию. Являясь самой важной отраслью экономики любой страны, энергетика наносит и самый большой ущерб окружающей среде.

По данным за 1999 год процентная доля предприятий промышленности ряда отраслей России в общем выбросе в атмосферу составила [3]:

- энергетическая 26.3

- цветная металлургия 17.1

- черная металлургия 14.2

- нефтедобывающая 8.6

- машиностроение 5.7

- нефтеперерабатывающая 5.6

- строительных материалов 4.9

- химическая и нефтехимическая 3.3

- деревообрабатывающая 2.9

- газовая 1.7

- пищевая 1.3

- оборонная 1.2

- легкая 0.6

- микробиологическая 0.3

При этом основными загрязнителями атмосферного воздуха являются:

Таблица 3. Основные загрязнители атмосферы.

Загрязнитель, его среднегодовая концентрация (мг/м 3 )	Источник
Твердые частицы (пыль, зола), 0.04-0.4	Сжигание топлива
Сернистый ангидрид, 0.5-1.0	Сжигание топлива
Оксиды азота, 0.05-0.2	Окисление азота топлива
Оксид углерода, 1-50	Неполное сгорание топлива
Летучие углеводороды, до 3	Неполное сгорание топлива

Таким образом, загрязнение воздуха происходит в основном за счет сжигания топлива, выбросов газов, пыли и пепла, разложения органических веществ. Поэтому наиболее актуальным является вопрос об эффективном и качественном сжигании топлива в котельных, промышленных печах, агрегатах, двигателях внутреннего сгорания на основе оптимального соотношения топливо-воздух.

Поскольку основными источниками энергии являются ископаемые ресурсы, и они же являются основными источниками загрязнения, контроль за их использованием есть ключ к защите окружающей среды. Эти источники энергии имеют невозобновляемую природу, поэтому рациональное потребление поможет сберечь их и для будущих поколений.

Рецепт снижения зависимости промышленности от сжигания сероводородов известен:

- Уменьшение энергопотребления

- Разработка альтернативных возобновляемых источников энергии.

Общество давно пытается найти решение этих проблем, но решение здесь может быть только одно: увеличение стоимости сероводородов. Даже если не предпринимать никаких шагов, такое повышение стоимости неминуемо. Оно будет происходить по мере исчерпания их природных запасов и повышения стоимости их добычи. Ждать этого момента, нанося невосполнимый ущерб экологии - преступно.

Альтернативная энергетика

Развитие альтернативной энергетики на сегодняшний день ограничивается лишь одним фактором: стоимостью традиционных ее источников - нефти, газа и угля. В последнее время наметилась тенденция к росту их стоимости, что привело к скачку в развитии альтернативной энергетике.

Таблица 4. Использование энергии, вырабатываемой из разных источников, 1990-2000гг.

Вид или источник энергии	Ежегодные темпы роста (в %)
Энергия ветра	25
Солнечные элементы	20
Геотермальная энергия	4
Гидроэнергия	2
Природный газ	2
Нефть	1
Ядерная энергия	0.8
Уголь	-1

Рассмотрим подробнее два наиболее перспективных альтернативных возобновляемых источника энергии: солнце и ветер.

Солнечная энергия

Потенциальные возможности энергетики, основанной на использовании непосредственно солнечного излучения, чрезвычайно велики. Заметим, что использование всего лишь 0.0125% этого количества энергии Солнца могло бы обеспечить все сегодняшние потребности мировой энергетики, а использование 0.5% - полностью покрыть потребности на перспективу. К сожалению, вряд ли когда-нибудь эти огромные потенциальные ресурсы удастся реализовать в больших масштабах. Одним из наиболее серьезных препятствий такой реализации является низкая интенсивность солнечного излучения.

Даже при наилучших атмосферных условиях (южные широты, чистое небо) плотность потока солнечного излучения составляет не более 250 Вт/м 2. Поэтому, чтобы коллекторы солнечного излучения "собирали" за год энергию, необходимую для удовлетворения всех потребностей человечества нужно разместить их на территории 130 000 км 2 ! Необходимость использовать коллекторы огромных размеров, кроме того, влечет за собой значительные материальные затраты. Простейший коллектор солнечного излучения представляет собой зачерненный металлический (как правило, алюминиевый) лист, внутри которого располагаются трубы с циркулирующей в ней жидкостью. Нагретая за счет солнечной энергии, поглощенной коллектором, жидкость поступает для непосредственного использования. Согласно расчетам изготовление коллекторов солнечного излучения площадью 1км 2, требует примерно 10 4 тонн алюминия. Доказанные же на сегодня мировые запасы этого металла оцениваются в 1.17*10 9 тонн.

Из написанного ясно, что существуют разные факторы, ограничивающие мощность солнечной энергетики. Предположим, что в будущем для изготовления коллекторов станет возможным применять не только алюминий, но и другие материалы. Изменится ли ситуация в этом случае? Будем исходить из того, что на отдельной фазе развития энергетики (после 2100 года) все мировые потребности в энергии будут удовлетворяться за счет солнечной энергии. В рамках этой модели можно оценить, что в этом случае потребуется "собирать" солнечную энергию на площади от 1*10 6 до 3*10 6 км 2. В то же время общая площадь пахотных земель в мире составляет сегодня 13*10 6 км 2.Солнечная энергетика относится к наиболее материалоемким видам производства энергии.

Крупномасштабное использование солнечной энергии влечет за собой гигантское увеличение потребности в материалах, а следовательно, и в трудовых ресурсах для добычи сырья, его обогащения, получения материалов, изготовление гелиостатов, коллекторов, другой аппаратуры, их перевозки. Подсчеты показывают, что для производства 1 МВт*год электрической энергии с помощью солнечной энергетики потребуется затратить от 10 000 до 40 000 человеко-часов. В традиционной энергетике на органическом топливе этот показатель составляет 200-500 человеко-часов.

Пока еще электрическая энергия, рожденная солнечными лучами, обходится намного дороже, чем получаемая традиционными способами. Ученые надеются, что эксперименты, которые они проведут на опытных установках и станциях, помогут решить не только технические, но и экономические проблемы.

После изобретения в 1852 году полупроводникового фотогальванического элемента, неуклонно растет объем производства солнечных батарей. Они уже заменили традиционные элементы питания во многих мобильных приложениях, и сейчас претендуют на роль полноправного альтернативного источника энергии. Объем производства фотоэлементов в мире в 2000 году составил 288 мегаватт. Соответственно, снижается их стоимость, если в 70-х годах она составляла более 70 долл. за 1 ватт произведенной мощности, то сегодня - менее 3.5 долл. за 1 ватт [2].

Энергия ветра

Потенциал атмосферы можно вычислить, зная ее массу и скорость рассеяния энергии. Для приземного слоя толщиной в 500 метров энергия ветра, превращающаяся в тепло, составляет примерно 82 триллиона киловатт-часов в год. Конечно, всю ее использовать невозможно, в частности, по той причине, что часто поставленные ветряки будут затенять друг друга. В то же время отобранная у ветра энергия, в конечном счете, вновь превратится в тепло.

Среднегодовые скорости воздушных потоков на стометровой высоте превышают 7 метров в секунду. Если выйти на высоту в 100 метров, используя подходящую естественную возвышенность, то эффективный ветроагрегат можно ставить практически везде. Если взять только нижний 100-метровый слой и поставить одну установку на 100 квадратных километров, то при установленной мощности около двух миллиардов киловатт можно выработать за год 5 триллионов киловатт-часов, что в 2 раза больше гидроэнергетического потенциала стран СНГ.

Рисунок 2. Генерирующие мощности мировой ветроэнергетики в 1980-2000 гг. (МВт)

Ветроэнергетика развивается семимильными шагами. Из-за сокращения затрат на производство электричества с помощью энергии ветра, его объемы растут на глазах. С появлением новых ветряных турбин усовершенствованной конструкции расходы на производство электроэнергии за 10 лет снизились с 18 центов за 1 кВт*ч до 4 центов в местах, богатых ветроэнергетическими ресурсами [2] В некоторых регионах электроэнергия, создаваемая силой ветра, уже сегодня стоит меньше, чем при сжигании нефти и газа. Сейчас, когда в эту сферу направляют свои ресурсы крупнейшие мировые корпорации, ожидается еще большее удешевление этой энергии.

Социальный и демографический аспекты

Без повышения культуры природопользования среди населения невозможны никакие изменения экологической обстановки: их просто некому будет проводить. Ситуацию возможно исправить только при понимании и активной поддержке общества. Никакие, даже самые строгие карательные меры не будут действенны, если они не будут находить поддержки в обществе. Поэтому особую важность имеют образовательные экологические программы в школах и ВУЗах, проведение разъяснительной работы среди населения, средства наглядной агитации.

Необходимо, чтобы общество понимало и разделяло задачи по экологизации экономики, нужно планомерно давать понять людям, какой положительный эффект будут иметь принимаемые меры для них самих и их детей. Задача усложняется тем, что никакие меры не могут принести мгновенного эффекта, необходима последовательная и длительная работа. Мы долго разрушали окружающую среду, и восстановление ее тоже будет не быстрым.

Одной из причин сложившейся экологической ситуации является взрывной рост населения нашей планеты. Если такой рост продолжится и далее, человечеству не хватит никаких ресурсов, не взирая на любые программы их экономии и охраны природы. Возможно, существующая демографическая ситуация в развитых странах, есть аналог действия ограничивающего фактора естественного отбора. В этом случае экономически развитые страны должны продолжать политику сдерживания иммиграции, а остальные - последовать примеру Китая и принять жесткие меры по ограничению рождаемости. Очевидно, что население не может расти бесконечно. Поэтому так важно ограничить рост и перейти к планированию рождаемости, что бы обеспечить достаточность ресурсов каждому жителю планеты.

Заключение

Исследованные зависимости и тенденции показывают экологическую ущербность сложившихся мировых экономических отношений. Хрупкая экологическая стабильность начала рушиться, когда глобализация экономики привела к увеличению потребления в странах, ранее бывших сырьевыми придатками развитого западного общества.

Для предотвращения экологического кризиса необходимо построение новой экономики, ориентированной на восстановление и поддержание экологического равновесия, и новой идеологии, снижающей значимость нематериальных ценностей.

Основами новой экономики должны стать:

- платность пользования возобновляемыми экологическими ресурсами, в том числе ассимиляционным потенциалом окружающей среды.

- высокая стоимость не возобновляемых ресурсов

- выпуск продукции с учетом ее последующей переработки

- повышенная ответственность за нерадивое использование природных ресурсов

- естественное снижение численности человеческой популяции.

Список литературы

1. Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология Изд. 8-е. - Ростов н/Д: Феникс, 2005

2. Браун Л.Р. Экоэкономика. Как создать экономику, оберегающую планету - М.: Издательство Весь Мир, 2003

3. Гринин А.С., Новиков В.Н. Промышленные и бытовые отходы: Хранение, утилизация, переработка. - М.:ФАИР-ПРЕСС, 2002

4. Игнатов В.Г., Кокин А.В. Экология и экономика природопользования. - Ростов н/Д: Феникс, 2003

5. Гридеэл Т.Э., Алленби Б.Р. Промышленная экология: Учеб. пособие для вузов/ Пер. с англ. под ред. проф. Э.В. Гирусова. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2004

6. Гусев А.А. Современные экономические проблемы природопользования. - М.: Международные отношения, 2004

Введение

Стоимостная оценка объемов услуг, предоставляемых населению в качестве государственных минимальных социальных стандартов, соответствует стоимости затрат на содержание учреждений социальной сферы, оказывающих бесплатные или льготные услуги населению за счет бюджетов различных уровней и государственных внебюджетных социальных фондов. В состав системы государственных минимальных стандартов включаются минимальные стандарты в области образования, здравоохранения, культуры, социального обслуживания населения и жилищно-коммунального хозяйства.

Стратегическое планирование отраслей социальной сферы определяет ее развитие, так как определяет качество жизни, к интегральным показателям которого относятся: индекс развития человеческого потенциала, индекс интеллектуального потенциала общества, человеческий капитал на душу населения, коэффициент жизнеспособности населения.

Индекс интеллектуального потенциала общества отражает уровни образования населения и состояния науки в стране. За период рыночных реформ этот индекс снизился с 0,71 - в 1980 г. до 0,47 - в 1997 г., а к 2005 г. по прогнозам составит - 0,38.

Индикатором качества жизни является человеческий капитал на душу населения, отражающий уровень затрат государства и граждан на отрасли социальной сферы в расчете на душу населения. Чем выше уровень экономического развития, тем больше уровень человеческого капитала.

Коэффициент жизнеспособности населения характеризует возможность сохранения генофонда, интеллектуального развития населения в условиях проведения конкретной социально-экономической политики.

Для того чтобы обеспечить свое существование, человек вынужден вступать во взаимодействие с природой. Поэтому природа является для человека и местом обитания, и источником удовлетворения культурных, эстетических, рекреационных запросов.

Взаимодействие человека с природой

С развитием производительных сил общества взаимодействие человека с природой приобретало все более интенсивный характер. В условиях современной НТР производительные силы общества неизмеримо выросли, в результате чего хозяйственная деятельность человека по своему масштабу и значению сделалась сравнимой с процессами самой природы.

В связи с этими обстоятельствами изучение многообразного влияния НТР на окружающую природную среду (биосферу) является одной из важнейших проблем современности. Фундаментальные исследования по дальнейшей разработке проблем рационального использования ресурсов биосферы, охраны и улучшения окружающей среды, получили название экологии. Наиболее актуальными экологическими проблемами в условиях современной НТР являются:

а) загрязнение Мирового океана. По оценкам специалистов, общая площадь нефтяного загрязнения составляет сейчас примерно 20% площади океана. Нефтяное загрязнение таких размеров может послужить причиной существенного нарушения между атмосферой и гидросферой. Это может вызвать понижение температуры воздуха Земли;

б) тепловое загрязнение. Современное производство для своего осуществления требует ежегодно сжигания топлива в количестве, которое высвобождает 34·1015 Ккал тепла. Это тепло рассеивается в пространстве и тем самым вызывает изменения температурного режима окружающей человека среды и динамики происходящих в ней процессов. По имеющимся расчетам, при ежегодном росте производства энергии на 6%, в середине XXI в. начнется повышение средней планетарной температуры, что может создать большие трудности для хозяйственной деятельности. Таким образом, неконтролируемый рост производства тепла будет способствовать появлению своеобразного теплового барьера на пути развития производства;

в) быстро нарастающее пылевое загрязнение атмосферы. Только за последние 10 лет в атмосфере Земли накопилось около 20 млн. т пылевых частиц, 600 тыс. т меди, 4,5 млн. т свинца, 3 млн. т цинка;

г) накопление углекислого газа в атмосфере. Дальнейшее развитие этого процесса усиливает тенденцию в сторону повышения температуры атмосферы Земли.

Природопользование

Можно выделить ряд наиболее важных направлений и видов природопользования:

I. Потребление ресурсов:

а) добыча ресурсов (в том числе выявление, изучение, подготовка, непосредственное извлечение);

б) пользование ресурсами (без непосредственного извлечения из природной среды);

в) использование элементов среды как “вместилища” отходов производства и потребления.

II. Конструктивное преобразование:

а) комплексные программы преобразований природной среды;

б) улучшение отдельных свойств ресурсов среды (мелиорация, обогащение);

в) защита от стихийных явлений;

г) ликвидация последствий хозяйственной деятельности.

III. Воспроизводство природных ресурсов:

а) непосредственное воспроизводство возобновляемых ресурсов (создание искусственных биогеоценозов, лесоразведение, опреснение морских вод);

б) создание условий для воспроизводства ресурсов (например, защита лесов);

в) восстановление (рекультивация ландшафтов, очистка рек).

IV. Охрана среды обитания и природных ресурсов:

а) предотвращение негативных воздействий производства и потребления;

б) собственно охрана (консервация) ландшафтов;

в) сохранение генетического разнообразия биосферы.

V. Управление и мониторинг:

а) инвентаризация, учет и контроль;

б) регулирование состояния ресурсов и природной среды;

в) управление процессами природопользования.

Оптимальное взаимодействие общества с окружающей средой становится возможным на основе реализации принципов рационального природопользования. К ним относятся:

1. Учет количественного и географического распространения природных ресурсов, изучение закономерностей их развития и воспроизводства.

2. Установление рациональной очередности объемов и методов вовлечения ресурсов в хозяйственный оборот.

3. Обеспечение комплексного и экономного использования ресурсов природы, а также их расширенного воспроизводства.

4. Рациональное перераспределение ресурсов во времени и в пространстве.

5. Создание лучших условий для труда, отдыха, оздоровления и эстетического развития людей.

Экологическая ситуация в Российской Федерации, несмотря на глубокий спад производства и связанное с ним снижение сбросов и выбросов загрязняющих веществ, остается достаточно острой. Об этом позволяет судить ряд фактов, например:

– ухудшение качества вод;

– продолжающийся процесс расширения экологически неблагополучных зон, охватывающих в настоящее время 15% территории России, на которой проживает 25-30 млн. чел.;

– ухудшение состояния воздушного бассейна;

– деградация природных ресурсов;

– увеличение загрязнения продуктов питания.

Состояние экологии в результате экономической деятельности

Состояние современной российской экономики усугубляет положение дел в экологической сфере. Имеется серьезная опасность дальнейшего ухудшения экологической ситуации. Ее обусловливают: несоблюдение предприятиями технологической дисциплины, рост аварийности производства; финансовые трудности, испытываемые предприятиями, не позволяют осуществлять природоохранные мероприятия; хронический бюджетный дефицит, не позволяющий финансировать в полном объеме отрасли экономики, отвечающие за воспроизводство и охрану природных ресурсов.

Изменить радикальным образом экологическую ситуацию в стране возможно лишь на основе проведения активной экологической политики. Под экологической политикой следует понимать целостную систему мероприятий, обеспечивающих достижение целей субъектов управления различных уровней в области природопользования и охраны окружающей среды.

Создание благоприятной для обитания человека окружающей среды путем: радикального улучшения среды обитания городского и сельского населения; улучшения качества продуктов питания и питьевой воды; предотвращения загрязнения воздушного и водного бассейнов; обеспечения радиационной безопасности. 3. Оздоровление нарушенных экосистем в экологически неблагополучных регионах России. 4. Участие в решении глобальных экологических проблем (сохранение озонового слоя, лесов и т.д.).

Особое внимание в современной экологической политике государства уделяется вопросам обеспечения экологической безопасности, так как экологическая ситуация в России угрожает существованию уже нынешнего поколения россиян. Экологическая безопасность в современном мире рассматривается как качественно новый вид социальных благ. Она представляет собой степень адекватности экологических условий обитания человека задачам сохранения здоровья и обеспечения длительного устойчивого социально-экономического развития общества.

Регулирование и стратегическое планирование важнейших направлений взаимодействия общества и природы невозможно без использования обширной информации о состоянии природной среды.

Мониторинг системы стратегического планирования

Под мониторингом понимается система наблюдения и контроля над всеми изменениями природной среды, вызванными антропогенной (хозяйственной) деятельностью человека. Система мониторинга призвана выявлять наиболее неблагоприятные для жизнедеятельности человека районы, предупреждать возможные вредные изменения внешней среды п разрабатывать научные прогнозы ее состояния в будущем.

Это положение чрезвычайно важно, так как лишь при его соблюдении показатели, которые используют существующий биоэкологический мониторинг, будут иметь всеобщий характер, а не только эмпирический и локальный.

Биосферный мониторинг обеспечивает наблюдение и контроль над глобальными изменениями окружающей среды (биосферы), а также экологическую оценку этих изменений. Поэтому его основные показатели дают обобщенную информацию о состоянии атмосферы, гидросферы, литосферы, биосферы и т.д.

Важным аспектом функционирования всех подсистем мониторинга является оценка окружающей среды. При ее осуществлении центральной проблемой выступает проблема выявления факторов, оказывающих негативное влияние на среду обитания, и определение вызываемого ими ущерба. Виды ущерба могут быть различными. Прежде всего – это ущерб для здоровья человека, для населения. Для оценки порога выявления такого ущерба разработаны специальные санитарно-гигиенические критерии, так называемые предельно допустимые концентрации различных ингредиентов (ПДК) в природной сфере. Второй тип ущерба, который необходимо учитывать при всестороннем анализе состояния окружающей среды, – это ущерб экологический (учитывающий воздействие на все элементы биосферы). Здесь речь идет о воздействии на биотическую (жизненную форму биосферы – живые существа) и абиотическую (живое вещество) составляющие биосферы. Следующий тип ущерба – ущерб экономический, который довольно тесно связан с ущербом экологическим и имеет стоимостную оценку. Четвертый тип ущерба – ущерб эстетический (изменение прозрачности воды, окружающего ландшафта и т.д.). Существуют и другие виды ущерба, среди которых специально можно выделить психологический ущерб.

Наблюдения в службе осуществляются по физическим, химическим и гидробиологическим для водных объектов показателям. Таким образом, эта служба основана не только на химическом анализе проб природной среды, и поэтому она по существу является основой экологической службы. Измерение и контроль состояния экологических систем, в частности водных объектов по гидробиологическим показателям, дает возможность судить не только об уровне загрязнений этого объекта, но и о состоянии этого объекта в целом, о состоянии его экологической системы. Контроль по таким показателям представляет собой чрезвычайно важный элемент в службе государственного контроля. В Российской Федерации в настоящее время сложилась разветвленная система органов, призванных регулировать процесс природопользования и осуществлять мониторинг окружающей среды.

Общее руководство указанными процессами осуществляют высшие органы государственной власти и управления: Федеральное собрание РФ, Президент РФ и Правительство РФ. Важные функции в области регулирования процесса природопользования в стране выполняет Министерство экономического развития и торговли РФ. На него возложена обязанность: в процессе разработки комплексных прогнозов социально-экономического развития России выделять экологические аспекты в этих плановых документах; совместно с Министерством природных ресурсов РФ, Государственным комитетом Российской Федерации по охране окружающей среды и другими органами государственной власти разрабатывать специальные мероприятия по охране природы в составе генеральных схем развития и размещения производительных сил по экономическим районам страны, разрабатывать схемы комплексного использования и охраны вод.

Стратегическое планирование природопользования имеет ряд особенностей, обусловленных спецификой этого объекта планирования.

1) Объектом планирования являются результаты взаимодействия общественно-производственных и природных процессов.

2) Стратегическое планирование природопользования заключается в многообразии средств воздействия на природу и последствий их применения.

3) Преимущественно региональный характер этой сферы стратегического планирования.

4) Необходимость учета социальных эффектов от загрязнения среды как краткосрочного, так и долгосрочного характера. Ближайшие во времени и более точно предсказанные социальные последствия загрязнения могут быть учтены в стратегическом планировании на основе подсчета экономических потерь от загрязнения. Более сложная задача – проблема учета долгосрочных эффектов загрязнения окружающей среды – глобальное изменение климата, генетические последствия загрязнений и т.д.

5) Стратегическое планирование природопользования предполагает использование методов системного анализа и разработку программ федерального и регионального уровней.

Системный анализ и синтез в стратегическом планировании для того, чтобы:

1) определить меру взаимосвязи между природной средой и экономикой;

2) оценить состояние производственных систем;

3) определить степень природных ресурсов;

4) определить структуру загрязнения по производственным и территориальным системам.

Разработками эколого-экономических прогнозов устанавливаются возможные будущие побочные эффекты, которые появятся в результате реализации крупных экономических проектов. Должно быть определено, как реализация крупных проектов отразится на человеке, обществе и окружающей их среде.

Прогнозы и стратегические программы в РФ охватывают следующие компоненты природной среды: 1) водные ресурсы; 2) атмосферный воздух; 3) земельные ресурсы; 4) лесные ресурсы; 5) рыбные запасы; 6) минеральное сырье; 7) заповедники и национальные парки.

Невосполнимые – это почти все виды минеральных ресурсов (кроме некоторых солей, которые откладываются в водоемах). Здесь главная задача – максимально полное извлечение и комплексное использование минерального сырья (при добыче калийных солей и слюды теряется до 85%, нефти – 56%, каменного угля – в шахтах 40%).

Пути решения проблемы природопользования

На основе учета ресурсов материального сырья ежегодно производится расчет запасов минерального сырья (по видам, типам руд и в территориальном аспекте). Баланс запасов конкретного минерального сырья рассчитывается в годах обеспеченности балансовым запасом полезных ископаемых народнохозяйственной потребности в данном ископаемом.

Рациональное использование минеральных ресурсов определяется полнотой извлечения полезных ископаемых из недр при добыче, а также полезных компонентов из руд при технологической и металлургической их переработке.

В целях снижения потерь полезных ископаемых при добыче, повышения степени извлечения основных и попутных компонентов, а также комплексного использования добываемого минерального сырья, используется механизм платежей за недра.

Укрепление экологической безопасности страны путем осуществления природоохранных мероприятий требует выделения на эти цели все возрастающих затрат.

В самом общем виде особенности измерения эффективности капитальных вложений в природоохранные мероприятия могут быть сформулированы следующим образом.

1. Если капитальные вложения в реальный сектор экономики обеспечивают прирост прибыли, то эффект затрат на охрану окружающей среды выражается в основном в виде предотвращенных потерь и затрат, возникающих в результате загрязнения.

2. Эффект природоохранных мероприятий имеет четко выраженный, региональный характер. Значит, при определении эффекта природоохранных мероприятий необходимо узнать не только затраты данного предприятия или отрасли, но и изменение затрат у предприятий, использующих нарушенные природные ресурсы.

3. Социальный эффект природоохранных мероприятий (улучшение условий труда и отдыха населения, снижение заболеваемости не всегда имеет матричный характер, т.е. не поддается стоимостной оценке).

При расчетах эффективности затрат мероприятий по охране окружающей среды учитывается эффект экономический и социальный.

Экономический эффект заключается в экономии или в предотвращении потерь живого овеществленного труда. В реальном секторе экономики он выражается в приросте объемов чистой продукции или прибыли, а в отдельных отраслях и на предприятиях – в снижении себестоимости, в сфере услуг – в экономии затрат на производство работ и оказание услуг; в сфере личного потребления – в сокращении расходов из личных средств населения, обусловленных загрязнением окружающей среды.

Социальные результаты затрат на охрану природы выражаются прежде всего, в улучшении физического развития населения и в сокращении заболеваемости. Важной формой социального эффекта природоохранных мероприятий является увеличение продолжительности жизни и периода активной деятельности, улучшение условий труда и отдыха, поддержание экологического равновесия, сохранение эстетической ценности природных ландшафтов, памятников природы, заповедников, создание благоприятных условий для роста творческого потенциала личности.

Экономическая эффективность затрат на охрану природы определяется путем отнесения величины первичных эффектов к вызвавшим их затратам. В свою очередь, первичные эффекты рассчитываются по разности показателей отрицательного воздействия на окружающую среду и по разности показателей состояния окружающей среды после проведения мероприятий.

Измерение экономической и социальной эффективности затрат на охрану природы осуществляется следующим образом.

Социальная эффективность мероприятий по охране окружающей среды измеряется отношением натуральных показателей, выражающих социальный результат, к затратам, требующимся для его достижения. Сам социальный эффект определяется по разности показателей, характеризующих изменение в социальной сфере в результате осуществления мероприятий по охране природы.

В процессе расчетов эффективности природоохранных затрат используются показатели общей (абсолютной) эффективности и сравнительной экономической эффективности мероприятий по охране окружающей среды.

Показателем экономической эффективности сравниваемых вариантов является минимум совокупных эксплуатационных расходов и капитальных вложений, приведенных к годовой размерности с учетом фактора времени.

При проведении краткосрочных мероприятий, а также долгосрочных с примерно равными размерами годовых эксплуатационных расходов и капитальных вложений в каждый год периода их осуществления, выбирается вариант, обеспечивающий минимальную величину приведенных к годовой размерности затрат.

Научно-технический прогресс (НТП) – это процесс совершенствования средств и предметов труда, технических методов и форм организации труда и производства на основе широкого использования достижений науки. Это процесс накопления знаний, поступательного количественного и качественного развития производительных сил.

Периодизация НТП позволяет представить процесс экспансии науки во все сферы жизни следующим образом:

1) первая промышленная революция конца XVIII – начала XIX вв. – переход к машинному производству на научной основе;

2) вторая промышленная революция конца XIX – начала XX вв. – развитие производительных сил на машинной основе, изменение энергетической основы производства, развитие науки на базе техники, переход к стадии автоматизации производства, создание новых отраслей;

3) третья промышленная революция середины XX в., переросшая в научно-техническую революцию (НТР), – техническое развитие производства на научной основе.

В последние десятилетия XX в. начали складываться признаки нового, четвертого этапа промышленной революции. Ее основные черты – преобразование технологии производства на основе электроники, регулирование в возрастающих масштабах биологических процессов и систем. Новый этап НТР имеет и обратную сторону – обостряет экологические проблемы, что, в свою очередь, требует сознательного регулирования НТП.

Таким образом, в науке и технике наблюдается чередование эволюционных и революционных периодов развития: количественное нарастание прогрессивных изменений в средствах и предметах труда сменяется появлением принципиально новых подходов, технологий и материалов.

Наиболее точная оценка НТП возможна при определении его места в числе факторов эффективности производства. Как известно, на эффективность производства влияет совокупность экстенсивных и интенсивных факторов.

Заключение

Экстенсивные факторы характеризуются расширением масштабов производства, привлечением дополнительных ресурсов, наращиванием объемов основных фондов. В этой ситуации возможен и регресс, когда наращивание основных фондов не сопровождается их обновлением. В определении сущности и факторов НТП выделяют следующие направления:

1) результативное: результат НТП – совершенствование производственного процесса на основе достижений науки;

2) ресурсное: НТП – процесс совершенствования знаний, изделий, технологии и организации производства.

Главный результат НТП (экономическая эффективность) формируется в производстве. Экономический аспект НТП проявляется в развитии производительных сил, в качественных изменениях орудий и предметов труда, новых технологиях, формах организации труда и подготовки кадров. Другой аспект НТП – технологический – тесно связан с производственными отношениями и проявляется в хозяйственных результатах. Он отражает эффективность технических, технологических и организационных решений, а также применяемых форм стимулирования.

Международное сотрудничество в охране окружающей среды

Международное сотрудничество - все направления и формы межгосударственных и межучрежденческих контактов - в области охраны окружающей природной среды с 70-х гг. развивалось весьма активно. Оно стало более интенсивным как по линии прямого политического сотрудничества государств, так и по линии экономического, культурного и научно-технического сотрудничества в рамках правительственных и неправительственных организаций на всех уровнях.
Отношение государств, организаций, политических деятелей, ученых, представителей всех профессий и слоев населения к охране окружающей среды стало более квалифицированным, научно обоснованным, сбалансированным. Это проявилось в том, что в многочисленных международно-правовых актах, принятых за последние десятилетия, в решениях и резолюциях международных организаций, конференций, совещаний, в планах, проектах и программах совместной деятельности, а также в конкретной практической природоохранительной работе регулярно уделяется должное внимание как защите отдельных природных объектов и экологических систем, так и разработке и осуществлению мер всесторонней охраны природной среды в целом.

МЕЖДУНАРОДНО-ПРАВОВОЙ МЕХАНИЗМ ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ МЕЖДУНАРОДНОГО СОТРУДНИЧЕСТВА В ОБЛАСТИ ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Необходимость международного сотрудничества в области ООС диктуется все большей и большей экологической зависимостью всех стран друг от друга. Разрушение озонового слоя земли, загрязнение атмосферного воздуха, Мирового океана, пагубное влияние ядерных взрывов распространяются не только на те государства, где допускаются экологически опасные действия, но и на все мировое сообщество. По этому в настоящее время государства под эгидой ООН или на двухсторонней основе организуют взаимодействие с целью охраны среды обитания человека, растительного и животного мира. В основу такого взаимодействия положен ряд общепризнанных мировым сообществом принципов человеческой деятельности в области использования природной среды. Они содержатся отчасти в межгосударственных договорах и актах, в нормативных документах международных организаций и суммированы в решениях наиболее значительных международных конференций, полностью или частично посвященных охране окружающей среды и регулированию сотрудничества государств и народов в этой области.
Впервые принципы международного экологического сотрудничества были обобщены и объединены в декларации Стокгольмской конференции ООН по проблемам окружающей человека среды 1972 г., но наиболее полно они были изложены в декларации по окружающей среде и развитию, принятой Конференцией ООН, состоявшейся в июне 1992 г. в г. Рио-де-Жанейро (Бразилия).

В настоящее время международно-правовой механизм ООС зиждется на следующих принципах:

· принцип защиты ОС на благо нынешних и будущих поколений, суть которого сводится к обязанности государств сотрудничать на благо настоящего и будущего поколений, принимать все необходимые действия по сохранению и поддержанию качества ОС, включая устранение отрицательных для нее последствий, а также по рационально и научно обоснованному управлению природными ресурсами;

· принцип недопустимости трансграничного ущерба запрещает такие действия государств в пределах своей юрисдикции или контроля, которые наносили бы ущерб иностранным системам окружающей среды и районов общего пользования, и подразумевает ответственность государств за нанесение экологического ущерба системам ОС других государств и районов общего пользования;

· принцип экологически обоснованного, рационального использования природных ресурсов связан с тем, что исчерпание таких невозобновляемых природных ресурсов, как нефть, газ, уголь, в современных условиях неразработанности проектов альтернативных источников энергии может привести к краху техногенной цивилизации; истощение же запасов воздуха и питьевой воды поставит под вопрос само существование человечества. Но, несмотря на очевидную важность этого принципа, его реализация затруднена, прежде всего чрезмерно общим определением его содержания. Суть реализации принципа состоит в поддержании природных ресурсов на оптимально допустимом уровне, а также в научно обоснованном управлении живыми ресурсами;

· принцип недопустимости радиоактивного заражения окружающей среды охватывает как военную, так и мирную область использования атомной энергии. Формирование и утверждение этого принципа идет как договорным, так и обычным путем, с соблюдением государствами существующей международной практики;

· принцип защиты экологических систем Мирового океана обязывает государства: предпринимать все действия по предотвращению, сокращению и сохранению под контролем загрязнения морской среды из всех возможных источников; не переносить прямо или косвенно ущерб или опасность загрязнения из одного района в другой и не превращать один вид загрязнения в другой; обеспечивать, чтобы деятельность государств и лиц, находящихся под их юрисдикцией или контролем, не наносила ущерба другим государствам и их морской среде путем загрязнения, а также чтобы загрязнение, являющееся результатом инцидентов или деятельности под юрисдикцией или контролем государств, не распространялось за пределы районов, где эти государства осуществляют свои суверенные права;

· принцип запрета военного или любого иного враждебного использования средств воздействия на природную среду в концентрированном виде выражает обязанность государств принимать все необходимые меры по эффективному запрещению такого использования средств воздействия на природную среду, которые имеют широкие, долгосрочные или серьезные последствия в качестве способов разрушения, причинения ущерба или причинения вреда любому государству;

· принцип обеспечения экологической безопасности отражает прежде всего глобальный и чрезвычайно острый характер международных проблем в области защиты окружающей среды. Элементами этого принципа можно считать обязанность государств осуществлять военно-политическую и экономическую деятельность таким образом, чтобы обеспечивать сохранение и поддержание адекватного состояния окружающей среды;

· принцип контроля за соблюдением международных до говоров по ООС предусматривает создание, кроме национальной, также и системы международного контроля и мониторинга качества окружающей среды, которые должны осуществляться на глобальном, региональном и национальном уровнях на основе международно признанных критериев и пара метров;

· принцип международно-правовой ответственности государств за ущерб ОС предполагает ответственность за существенный ущерб экологическим системам за пределами национальной юрисдикции или контроля. Пока этот принцип окончательно не сложился, но его признание постепенно расширяется.

1.2. МЕЖДУНАРОДНЫЕ ОРГАНИЗАЦИИ В ОБЛАСТИ ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Возрастающий интерес международного сообщества к проблемам ОС после Второй мировой войны нашел свое выражение не только в усилении прямого международного сотрудничества, проведении большого числа политических, социально-экономических и научно-технических форумов, по священных отдельным аспектам взаимодействия общества и природы, но и в росте числа, повышении активности и расширении компетенции международных организаций. Такие организации позволяют объединить природоохранительную деятельность всех заинтересованных государств независимо от их политических позиций, определенным образом вычленяя и подчеркивая экологические проблемы из всей совокупности политических, экономических и других международных проблем. По признаку пространственной сферы полномочий или субъектно-территориальному признаку различаются организации глобальные и региональные (субрегиональные).

Важную роль в области ООС играют и активно занимаются организацией исследований окружающей среды и ее ресурсов специализированные учреждения ООН.

ЮНЕСКО (Организация Объединенных Наций по вопросам образования, науки и культуры), образованная в 1945 г., уже в первые годы своей деятельности поддержала научные инициативы и общественные природоохранительные движения. Наиболее известным природоохранительным направлением в деятельности ЮНЕСКО является научная программа "Человек и биосфера" (МАБ), принятая в 1970 г. на ХVI Генеральной конференции этой организации. К выполнению программы МАБ уже приступили около 100 стран.

ФАО (Организация Объединенных Наций по вопросам продовольствия и сельского хозяйства), образованная в октябре 1945 г., является специализированным учреждением ООН и занимается вопросами продовольственных ресурсов и раз вития сельского хозяйства в целях улучшения условий жизни народов мира. В соответствии с своей компетенцией она обращает внимание на охрану и рациональное использование земель, водных ресурсов, лесов и иной растительности, животного мира суши, биологических ресурсов океанов и морей. ФАО участвует в осуществлении более 100 природоохранительных программ на глобальном, региональном и национальном уровнях.
Забота о здоровье людей - главная цель ВОЗ (Всемирная организация здравоохранения), что всегда связано с ООС.

ВОЗ осуществляет сбор и распространение экологической информации, связанной с охраной здоровья людей, участвует в исследовательской работе, оказывает техническую помощь, осуществляет международный контроль за загрязнением ОС.

ВМО (Всемирная метеорологическая организация) была учреждена в 1951 г., как специализированное учреждение ООН. Природоохранительные функции ВМО связаны прежде всего с глобальным мониторингом ОС. Она проводит мероприятия по оценке загрязнения атмосферы различными веществами и из разных источников, оценку трансграничного переноса загрязняющих веществ, их глобального распространения в низких слоях атмосферы, а также по изучению воз действия на озоновый слой земли.

По договору с ООН осуществляет свою деятельность МАГАТЭ, учрежденное в 1957 г. В соответствии с мандатом МАГАТЭ ведет широкие исследования по использованию атом ной энергии, разрабатывает меры по технике безопасности при использовании ядерного топлива и в связи с этим вплотную занимается защитой ОС от опасности радиоактивного заражения.

Проблемы ОС, обострившиеся в современном мире, не могли остаться незамеченными межправительственными организациями регионального характера. Эти организации, включившиеся в международное природоохранительное сотрудничество, внесли определенный вклад в разработку мер сохранения благоприятных природных условий и обеспечения рационального использования природных ресурсов, включая меры правового характера. В числе таких организаций могут быть названы, в частности: Европейский Союз, Совет Европы, Организация экономического сотрудничества и развития, Азиатско-Африканский юридический консультативный комитет.

В ООС и регионального планирования Совет Европы осуществляет:

· обеспечение охраны и бережного отношения к окружающей среде в Европе;

· сохранение и улучшение среды обитания, деятельности человека;

· планирование развития территорий;

· создание сети охраняемых заповедников.

Европейская конференция министров, отвечающая за региональное планирование (СЕМАТ), созывается регулярно, начиная с 1970 г., по мере возникновения проблем. В работе Конференции участвуют представители всех государств-членов Совета Европы.

Европейская хартия регионального планирования выдвинула глобальную и долгосрочную концепцию регионального планирования с целью: улучшения условий повседневной жизни; гармоничного социально-экономического развития регионов; повышения ответственности в вопросах управления при родными ресурсами; ООС и рационального использования земли.

Для сохранения редких и находящихся под угрозой исчезновения видов животных и растений (регулирование промышленной деятельности, торговли животными и т. д.) была принята Конвенция по сохранению живой природы и окружающей среды в Европе (Бернская Конвенция). С мая 1987 г. действует Соглашение о предупреждении, защите и организации помощи при крупных стихийных бедствиях и технологических катастрофах. Создана сеть из 12 европейских специализированных центров для слежения за извержениями вулканов, землетрясениями и т. д.
Азербайджан, Армения, Беларусь, Казахстан, Кыргызстан, Молдова, Россия, Таджикистан, Туркменистан и Узбекистан подписали в феврале 1992 г. межправительственное Соглашение о взаимодействии в области экологии и охраны окружающей природной среды странами СНГ. Государства СНГ согласились создать Международный Экологический Совет и при нем Межгосударственный Экологический фонд для выполнения согласованных межгосударственных экологических программ, в первую очередь для ликвидации последствий экологических катастроф.
Следует отметить, что в настоящее время в мире насчитывается более 500 неправительственных международных организаций, включивших в свою деятельность природоохранительные мероприятия. Главная роль в этой сфере принадлежат некоторым специализированным и зарекомендовавшим себя высокой активностью организациям, таким как Международный союз охраны природы и природных ресурсов (МСОП) и Всемирный фонд охраны дикой живой природы (WWF).

МСОП создан по решению учредительной ассамблеи, состоявшейся в сентябре 1948г. в Фонтебло (Франция). В соответствии со ст. 1 Устава МСОП содействует сотрудничеству между правительствами, национальными и международными организациями, а также между отдельными лицами, занимающимися вопросами охраны природы и сохранения природных ресурсов, путем проведения соответствующих национальных и международных мероприятий. По состоянию на конец ХХ в. членами союза состояли 54 государства и больше 300 организаций из более чем 100 стран мира.

Работа МСОП способствует реализации Вашингтонской конвенции о международной торговле дикими видами фауны и флоры. Так, в 1961 г. был создан Всемирный фонд охраны дикой природы, деятельность которого заключается в основном в оказании финансовой поддержки природоохранительным мероприятиям. Программа работы этой организации в конце ХХ в. охватывала более 160 проектов охраны природы в 70 странах.
Международная юридическая организация (МЮО), созданная в 1968 г., в последние годы уделяет много внимания праву ОС, участвует в подготовке международно-правовых актов природоохранительного характера.
В марте 1973 года, в Вашингтоне была принята Конвенция по международной торговле видами дикой фауны и флоры, находящимися под угрозой исчезновения (СИТЕС), поправки к приложениям которой были приняты на 11-й конференции сторон СИТЕС (Найроби, 10-20 апреля 2001 г.), вступили в силу с 19 июля 2000 г. (по приложениям 1 и 2), и 13 сентября 2000 г. (по приложению 3).

Государства, подписавшие данную Конвенцию, признают, что дикая фауна и флора в их многочисленных, прекрасных и различных формах, являются незаменимой частью природных систем земли, которые должны охраняться для настоящих и будущих, поколений; сознают увеличивающуюся ценность дикой фауны и флоры для всех народов Земли со всех точек зрения - эстетики, науки, культуры, отдыха и экономики; признают, что именно народы и государства должны наилучшим образом охранять собственную дикую флору и фауну, а также признают важность международного сотрудничества, необходимого для защиты некоторых видов дикой фауны и флоры от чрезмерной эксплуатации их в между народной торговле, убеждены в необходимости объединения усилий и принятия надлежащих мер в этих целях. Для реализации этих целей разработаны Приложения, содержащие списки видов дикой фауны и флоры, находящиеся под угрозой исчезновения. Так, в Приложение 1 включены все виды, находящиеся под угрозой вымирания и торговля которыми оказывает или может оказать влияние на их существование. Торговля образцами этих видов должна находиться под особо строгим контролем с тем чтобы не подвергать опасность их выживание, и может быть разрешена только в исключи тельных обстоятельствах. В Приложение II включены: (а) все виды, которые хотя в данное время не находятся обязательно под непосредственной угрозой вымирания, но могут стать таковыми, если торговля образцами таких видов не будет строго регулирована в целях предотвращения их использования, несовместимого с их выживанием; и (б) другие виды, которые должны быть предметом контроля с тем, чтобы торговли образцами тех видов, которые указаны в п. (а), могла бы контролироваться. В приложение III включены все виды, которые по определению любого государства должны подвергнуться регулированию в пределах ее собственной юрисдикции в целях предотвращения или ограничения эксплуатации и которые нуждаются в сотрудничестве других сторон в регулировании торговли. При этом торговля образцами видов, содержащимися во всех Приложениях, может осуществляться только в соответствии с положениями данной Конвенции.

Всякая торговля образцами таких видов должна осуществляться под неукоснительным наблюдением научных компетентных и административных органов государств-участников Конвенции и каждого в отдельности.
Внутри России постоянно делаются какие-то усилия по регулированию ООС и интегрированию усилий России в международное сообщество. Так, Постановление Правительства РФ от 25 октября 2001 г. № 745 утвердило федеральную целевую программу "Создание автоматизированной системы ведения государственного земельного кадастра и государственно го учета объектов недвижимости (2002-2007 годы)", в рамках которой большое место уделяется международному сотрудничеству. В соответствие с программой в 2002-2007 годах оно будет продолжено и направлено на совершенствование нормативно-методической и системно-технической базы ведения государственного земельного кадастра как единой системы государственного учета объектов недвижимости. Программой планируется продолжение сотрудничества с Европейским союзом, используя возможности привлечения технической по мощи по проекту ТАСИС. Получат дальнейшее развитие двусторонние контакты по направлениям программных мероприятий с агентствами по международному развитию Германии, Швеции, Нидерландов с целью изучения и адаптации к российским условиям передового опыта и ноу-хау стран с развитой рыночной экономикой. Будут продолжены работы по инвестиционным проектам финансируемым за счет средств займа Международного банка реконструкции и развития (проект ЛАРИС), российско-германского проекта ГЕРМЕС, финансируемого в рамках кредитной линии немецкого страхового общества "ГЕРМЕС". Дальнейшее развитие получат работы со Швейцарской Конфедерацией. Консолидированные в рамках Программы средства указанных займов, финансовая по мощь в виде грантов, техническая помощь будут направлены на приобретение новейшей компьютерной и измеритель ной техники, приборов, программного обеспечения, а также на обучение и переподготовку кадров.

Для реализации Программы Министерству экономического развития и торговли, Министерству финансов и Министерству промышленности, науки и технологий РФ поручено при формировании инвестиционной программы и проектов федерального бюджета на 2002 год и последующие годы предусматривать выделение Федеральной службы земельного кадастра и Министерству имущественных отношений России Средств на реализацию данной Программы, исходя из возможностей федерального бюджета.

Контроль за ходом и реализацией Программы возложен на государственного заказчика-координатора Программы - Федеральную службу земельного кадастра РФ.

Стокгольмская Конвенция о стойких органических загрязнителях (Стокгольм, 22 мая 2001 г.) посвящена охране здоровья человека и ОС от стойких органических загрязнителей и зиждется на принятых ранее принципах декларации по ОС в Рио-де-Жанейро.

Конвенция признала, что стойкие органические загрязнители обладают токсичными свойствами, устойчивы к разложению, характеризуются биоаккумуляцией и являются объектом трансграничного переноса по воздуху, воде и мигрирующими видами, а также осаждаются на большом расстоянии от источника их выброса, накапливаясь в экосистемах суши и водных экосистемах и несут в себе опасность международного масштаба.

В соответствии с Конвенцией каждая сторона разрабатывает:

· меры по сокращению или устранению выбросов в результате преднамеренного производства и использования;

· меры по сокращению или ликвидации выбросов в результате непреднамеренного производства;

· меры по сокращению или ликвидации выбросов, связанных с запасами и отходами;

· каждая Сторона разрабатывает и стремится осуществлять план выполнения своих обязательств, предусмотренных настоящей Конвенцией;

· каждая Сторона облегчает или осуществляет обмен информацией;

· Стороны в рамках своих возможностей поощряют и осуществляют, как на национальном, так и международном уровнях научные исследования разработки, мониторинг и сотрудничество в области стойких органических загрязнителей, их альтернатив и потенциальных стойких органических загрязнителей по таким, например, вопросам, как: источники и выбросы в ОС; присутствие, уровни присутствия в организмах людей и в ОС; способ переноса в ОС; воздействие на здоровье человека и ОС; социально-экономические и культурные последствия и др.
Страны-участники Конвенции признали необходимость оказания своевременной и соответствующей технической по мощи в ответ на просьбы развивающихся стран и стран с переходной экономикой, являющихся Сторонами Конвенции.
Возникающие в рамках Конвенции споры, разрешает арбитраж или Международный Суд.

МЕЖДУНАРОДНЫЕ ПРАВОВЫЕ СРЕДСТВА ОХРАНЫ АТМОСФЕРЫ ЗЕМЛИ, ОКОЛОЗЕМНОГО И КОСМИЧЕСКОГО ПРОСТРАНСТВА, ПРИРОДЫ МИРОВОГО ОКЕАНА, ЖИВОТНОГО И РАСТИТЕЛЬНОГО МИРА, ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ РАДИОАКТИВНЫМИ ОТХОДАМИ

МЕЖДУНАРОДНО-ПРАВОВАЯ ОХРАНА АТМОСФЕРЫ ЗЕМЛИ, ОКОЛОЗЕМНОГО И КОСМИЧЕСКОГО ПРОСТРАНСТВА

Центральное место в системе норм по охране атмосферы Земли занимают Конвенция о запрещении военного или любого иного враждебного использования средств воздействия на природную среду 1977 г., Конвенция о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния 1979 г., Рамочная конвенция ООН об изменении климата 1992 г.

Участники Конвенции о запрещении военного или любого иного враждебного использования средств воздействия на природную среду 1977 г. обязались не прибегать к военному или иному враждебному использованию средств воздействия на природную среду (преднамеренному управлению природными процессами - циклонами, антициклонами, фронтами облаков и т.д.), которые имеют широкие, долгосрочные или серьезные последствия, в качестве способов нанесения ущерба или причинения ущерба другому государству.

В соответствии с Конвенцией о трансграничном загрязнении воз духа на большие расстояния 1979 г. государства пришли к соглашению о необходимых мерах по сокращению и предотвращению загрязнения воздуха, прежде всего в отношении средств борьбы с выбросами загрязнений воздуха (главным образом серы и ее соединений). Предусматривается, в частности, обмен информацией по указанным вопросам, периодические консультации, осуществление совместных программ по регулированию качества воздуха и подготовке соответствующих специалистов. На основе Конвенции в структуре Европейской экономической комиссии ООН создан специальный орган, обеспечивающий координацию национальных мер по выполнению конвенционных положений.

Целью принятия Рамочной конвенции ООН об изменении климата 1992 г. является стабилизация концентрации парниковых газов в атмосфере на таком уровне, который не допускал бы опасного антропогенного воздействия на климатическую систему. Участники Конвенции будут принимать предупредительные меры в области прогнозирования, предотвращения или сведения к минимуму причин изменения климата и смягчения его отрицательных последствий.
Вторым составляющим системы международной защиты природы является охрана озонового слоя. Венская конвенция об охране озонового слоя 1985 г. и Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой, 1987 г. дают перечень озоноразрушающих веществ, определяют меры по запрету ввоза и вывоза озоноразрушающих веществ и содержащей их продукции в договаривающиеся государства без соответствующего разрешения (лицензии). Государства информируют учрежденный в соответствии с Конвенцией и Протоколом орган (Секретариат) о производстве, потреблении и использовании озоноразрушающих веществ. Участниками Конвенции разрабатываются национальные системы сбора, хранения, регенерации и утилизации озоноразрушающих веществ.

Третьим объектом защиты является космическое пространство. Договор по космосу 1967 г., Соглашение о Луне 1979 г. обязывают государства при изучении и использовании космического пространства и небесных тел избегать их загрязнения, принимать меры для предотвращения нарушения сформировавшегося на них равновесия. Небесные тела и их природные ресурсы объявлены общим наследием человечества.

МЕЖДУНАРОДНО-ПРАВОВАЯ ОХРАНА МИРОВОГО ОКЕАНА

Нормы по охране морской среды содержатся как в общих конвенциях по морскому праву (Женевских конвенциях 1958 г., Конвенции ООН по морскому праву 1982 г.), так и специальных соглашениях (Конвенция по Предотвращению загрязнения моря сбросами отходов и других материалов 1972 г., Конвенция о рыболовстве в Северо-Западной части Атлантического океана 1977 г., Конвенция о рыболовстве и охране живых ресурсов открытого моря 1982 г. и др.).
В Женевских конвенциях и Конвенции ООН по морскому праву 1982 г. определяются режим морских пространств, общие положения по предотвращению их загрязнения и обеспечению рационального использования. Специальные соглашения регламентируют вопросы охраны отдельных компонентов морской среды, защиту моря от конкретных загрязнителей и т.д.

Международная конвенция по предотвращению загрязнения моря нефтью 1954 г. предусматривает меры для оборудования портов устройствами для принятия с судов нефтесодержащих остатков.

Международная конвенция относительно вмешательства в открытом море в случаях аварий, приводящих к загрязнению нефтью, 1969 г. устанавливает комплекс мероприятий по предотвращению и уменьшению последствий загрязнения моря нефтью вследствие морских аварий. Прибрежные государства должны консультироваться с другими государствами, чьи интересы затронуты морской аварией, и Международной морской организацией, осуществлять все возможные действия для снижения риска загрязнения и уменьшения размера ущерба. К указанной Конвенции в 1973 г. был принят Протокол о вмешательстве в случаях аварий, приводящих к загрязнению веществами иными, чем нефть.
В 1972 г. была подписана Конвенция по предотвращению загрязнения моря сбросами отходов и других материалов (с тремя приложениями - Перечнями). Конвенция регулирует два вида преднамеренного захоронения отходов: сброс отходов с судов, самолетов, платформ и др. искусственных сооружений и затопление в море судов, самолетов и т.д.

МЕЖДУНАРОДНО-ПРАВОВАЯ ОХРАНА ЖИВОТНОГО И РАСТИТЕЛЬНОГО МИРА

Отношения в области охраны и использования животного мира, а также в сфере сохранения и восстановления среды его обитания в целях обеспечения биологического разнообразия, устойчивого существования животного мира, сохранения генетического фонда диких животных и защиты животного мира регулируется как универсальны ми, так и двусторонними соглашениями, в большинстве из которых участвует наше государство (Конвенция об охране всемирного культурного и природного наследия 1972 г., Конвенция о международной торговле видами дикой фауны и флоры, находящимися под угрозой уничтожения, 1973 г. и др.). Конвенции определяют объекты животного мира, порядок их использования, устанавливают меры по охране среды их обитания, предусматривают формы государственного регулирования использования живых ресурсов.

Так, целями Конвенции о биологическом разнообразии 1992 г. являются сохранение биологического разнообразия, устойчивое использование его компонентов и совместное получение на справедливой и равной основе выгод, связанных с использованием генетических ресурсов. Государства определяют компоненты биологического разнообразия, принимают меры по их сохранению и рациональному их использованию, осуществляют оценку воздействия и сведение к минимуму неблагоприятных последствий, регулируют применение биотехнологий и пр.
Международно-правовая охрана животного и растительного мира развивается по следующим основным направлениям.

1. Охрана природных комплексов.

2. Охрана редких и исчезающих видов животных и растений.

3. Обеспечение рационального использования природных ресурсов.

МЕЖДУНАРОДНО-ПРАВОВАЯ ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ РАДИОАКТИВНЫМИ ОТХОДАМИ

Вопросы защиты окружающей среды от радиационного загрязнения регулируются нормами договора о запрещении испытания ядерного оружия в атмосфере, космическом пространстве и под водой 1963 г., договора о нераспространения ядерного оружия 1968 г., Международной конвенции по охране человеческой жизни на море 1974 г. и Протокола 1978 г. к этой Конвенции (об эксплуатации судов с ядерными энергетическими установками), Международной конвенции о подготовке и дипломированию моряков и несении вахты 1978 г., Конвенции об ответственности в области морской перевозки ядерных материалов 1981 г., Конвенции о ядерной безопасности 1994 г., других международных документов.

Женевская Конвенция об открытом море 1958 г., в частности, обязывает государства принимать меры для предупреждения загрязнения моря от радиоактивных отходов и загрязнения моря или воздушного пространства над ним в результате любой деятельности, включающей применение радиоактивных материалов. Государства обязаны сотрудничать с соответствующими международными организациями и учитывать все нормы и правила, которые могут быть выработаны такими организациями.

Договор об Антарктике 1959 г. запрещает сброс радиоактивных веществ южнее 60-й параллели южной широты.
Преднамеренному захоронению в океане вредных, в том числе радиоактивных, отходов посвящена Лондонская конвенция 1972 г. по предотвращению загрязнения моря сбросом отходов и других материалов.
Вопросы эксплуатации судов с ядерными силовыми установками и соответствующей защиты морской среды регламентируют: Лондонская конвенция по охране человеческой жизни на море 1960 г., Брюссельская конвенция об ответственности операторов ядерных судов 1962 г., Парижская конвенция об ответственности перед третьей стороной в области атомной энергии 1960 г. и дополняющая ее Брюссельская дополнительная конвенция 1963 г., Венская конвенция о гражданской ответственности за ядерный ущерб 1963 г., Брюссельская конвенция о гражданской ответственности в области морских перевозок расщепляющихся материалов 1971 г., Лондонская конвенция об ограничении ответственности по морским требованиям 1976 г. Эти конвенции регулируют также вопросы ответственности за причинение ущерба в результате использования атомной энергии, в том числе в случае сброса радиоактивных отходов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Международное сотрудничество в области охраны окружающей среды в течение прошедших десятилетий, несомненно, прогрессировало. Оно расширилось, охватив все страны и народы, стало более глубоко связанным с всесторонним развитием общества. Возросла научная обоснованность природоохранительной деятельности правительств и международных организаций. Сотрудничество выросло в организационном отношения. Природоохранительное сотрудничество стало неотъемлемым элементом жизни международного сообщества на современном этапе.

Можно выделить следующие принципы права охраны окружающей среды:

- принцип суверенитета государства над своими природными ресурсами;

- предотвращение загрязнения природной среды; объявление природной среды в пределах международных территорий общим достоянием человечества;

- свобода исследования природной среды;

- сотрудничество в чрезвычайных обстоятельствах.

Основные направления международного сотрудничества в области охраны окружающей среды - собственно охрана окружающей среды и обеспечение ее рационального использования.

Объектами международно-правовой защиты являются:

- атмосфера Земли, околоземное и космическое пространство;

- мировой океан;

- животный и растительный мир;

- охрана окружающей среды от загрязнения радиоактивными отходами.

---

[1] Доклад "О сохранении окружающей природной среды Российской Федерации в 2000-2010 годы" // Зеленый мир. -2000. - № 25. - С. 9.

[2] Кудаков А. С. Эколого-экономический ущерб и его оценка в сельскохозяйственном производстве // Справочник экономиста" №1 2008