Реферат: Прогноз последствий взаимодействия человека с природой

Степень вредного воздействия загрязнений зависит от их химиче­ского состава, концентрации в воздухе, воде, пище, продолжительно­сти действия, степени аккумуляции их органами человека. Наиболь­шую опасность представляют вещества, оказывающие влияние на ор­ганы человека и кровь. Так, окислы углерода, азота, серы, ароматиче­ские углеводороды, альдегиды, фенолы поражают центральную нерв­ную систему. Сернистый ангидрид действует на печень, органы зре­ния, вестибулярный аппарат. Бензол, толуол, ксилол вызывают отрав­ления. Ароматические углеводороды, органическая пыль могут при­вести к аллергическим заболеваниям. Хром, мышьяк, свинец, никель, бериллий, циклические углеводороды, синтетические смолы обладают канцерогенными свойствами. Избыток тяжелых металлов и их соеди­нений в организме человека вызывает следующие заболевания: селена, таллия — выпадение волос, анемию; хрома — нарушение обмена каль­ция; фосфора — ухудшение роста и формирования костей; нике­ля — аллергию кожи, разрушение роговицы глаз; свинца — психиче­ские заболевания, злокачественные опухоли, другие специфические за­болевания; кальция — нарушение минерального обмена; на­трия — уменьшение количества кислорода в крови. Химические соеди­нения и синтетические вещества вызывают отравления. До концентрации С1 химические загрязнения не оказывают влияния на здоровье человека. В диапазоне концентраций С2—С3 загрязнения при попадании в организм человека и длительном действии могут вы­зывать хронические заболевания. При концентрации выше С2 могут произойти острые отравления, а бо­лее С3 — наступить смерть.

Различные излучения отрицательно действуют на сердечно-сосудистую и нервную систему.

Биологические загрязнения могут привести к заболеванию брюшным тифом, гепатитом, холерой, дизентерией и др. Одно из главных направлений сокращения воздействия загрязнений на чело­века и живые организмы — недопущение их поступления в воду, воздух, почву.

Неблагоприятными экологическими условиями объясняется сниже­ние качества нашей жизни и, в частности, ее продолжительности (сре­ди других неблагоприятных факторов на этот фактор приходится 20—30%).

Продолжительность жизни — один из общих интегрирующих фак­торов, по которым можно оценивать не только степень цивилизован­ности страны, но и здоровье ее населения. Несмотря на обострение экологической обстановки в последние годы, продолжительность жиз­ни людей на Земле постепенно увеличивается. По данным ООН, у ро­дившихся в 1985—1990 гг. она превысит 61 год. Пока же средняя про­должительность жизни составляет 60 лет (в Европе — 73, Латинской Америке — 64, Азии — 59, Африке — 49 лет).

В отдельных странах средняя продолжительность жизни составля­ет: в Италии — 73 года, Австрии — 74, США, Дании, Канаде — 75, Японии — 78 лет, России — 69 лет, Венгрии и Румынии — 70 лет. Низка еще продолжительность жизни в странах Африки: f в Гам­бии— 40 лет, Эфиопии — 41 год, республиках Чад и Сенегал — 43 года.

Приведенные сведения говорят о многом: обеспеченности жизни населения отдельных стран всем необходимым, включая питание; са­нитарных условиях; уровне здравоохранения и, конечно, состоянии ок­ружающей среды. Следует заметить, что средняя продолжительность жизни в стране не всегда пропорциональна ее финансовому процвета­нию, определяющемуся количеством валового национального продук­та, приходящегося на каждого жителя.

На первом месте по этому показателю находится Швейцария, на втором — Финляндия, далее следуют Япония, Швеция, Норвегия, Ис­ландия, Канада, США и Дания.

В развитых странах с высоким уровнем жизни наблюдается тенден­ция к улучшению состояния здоровья населения: увеличиваются инве­стиции не столько в здравоохранение, сколько в мероприятия по охра­не окружающей среды. Там крепнет мнение, что здоровье населения зависит от состояния медицины только на 10%, на 40 оно зависит от состояния окружающей среды, на 40 — от наследственности и на 10% — от других причин.

1. Стратегия управления потреблением природных ресурсов с позиции устойчивого развития

В 1987 году Всемирная комиссия ООН по окружающей среде и развитию (ЮНЕП) рассмотрела вопрос о необходимости поиска новой модели развития ци­вилизации, ибо традиционное ведение мирового хозяйства поставило перед человечеством проблему выжи­вания, поскольку уровень антропогенного воздействия человека на природную окружающую среду достиг опасных пределов.

В развивающихся странах главный экономический капитал — природные и возобновляемые ресурсы — расходуется быстрее, чем он может быть восстановлен и заменен. Некоторые страны уже израсходовали свои природные ресурсы и находятся на грани экологичес­кого банкротства. Это грозит им* не только голодной смертью, но и возникновением социальной нестабиль­ности и конфликтов, поскольку истощение ресурсов и разрушение окружающей среды вынуждает милли­оны «экологических беженцев» покидать свои стра­ны и вносить напряженность в развитые страны, по­скольку бегут они именно туда.

Альтернативу этому пути комиссия видит в но­вом витке экономического роста. Не такого, который доминирует сегодня, а сбалансированного роста, осно­ванного на формах развития, не представляющих угрозы окружающей среде.

Перейти от несбалансированной экономики к сбалансированной — это вопрос выживания человечества.

Что делать?

-   Сдерживать рост населения.

-   Исключить расточительное уменьшение природ­ных ресурсов.

-   Достигать уровня и темпов экономического раз­вития по возможности за счет возобновляемых при­родных ресурсов. А это в свою очередь должно при­вести к снижению загрязнения окружающей среды, защите и сохранению «экологического капитала» — природных ресурсов.

-   Пересмотреть экономические решения, которые прямо или косвенно приводят к сведению лесов, опу­стыниванию, пагубным воздействиям на раститель­ный и животный мир, загрязнению атмосферы и вод­ных ресурсов.

-   Изменить политику в отношении сельского хо­зяйства. Вместо «помощи» (субсидирования) в виде поставок излишков сельхозпродукции развивающим­ся странам следует оказывать им финансовую по­мощь, которая способствовала бы проведению в них важных внутренних реформ, нацеленных на увеличе­ние производства и замедление разрушения их сель­скохозяйственной ресурсной базы.

-   Принять закон о безопасности пищевых продук­тов. Это приведет к разумной технологии выращива­ния сельскохозяйственной продукции с целью полу­чения экологически чистого продукта.

-   Стимулировать рынок лесной продукции таким образом, чтобы потребности рынка в ней сократить путем замены строительного материала и сберечь лесные, особенно тропические ресурсы.

-   Самым важным условием сбалансированного экономического развития является совместное рас­смотрение экономических и экологических проблем в процессе принятия решений между развитыми и развивающимися странами, чтобы экологические и экономические системы стали полностью взаимосвязаны.

-   Принимать только экологически сбалансированный бюджет.

2. Энергосбережение

Энергосбережение — это разработка систем, более эффективно использующих энергию, т. е. обеспечива­ющих такой же или даже более высокий уровень транспортных услуг, освещения, отопления, производительности труда и т. д. при меньших энерготратах, а именно:

— вдвое сокращен расход автомобильного горюче­го — с 18,2 до 9,1 л на 100 км пробега. Только это уже позволяет экономить около 2 млн баррелей сы­рой нефти в сутки;

— разработаны модели автомобилей, у которых средний расход горючего 2,23-3,4 л на 100 км про­бега, фирма «Рено» создала автомобиль, использующий 1,9 л на 100 км пробега;

— улучшив термоизоляцию помещений, можно снизить энергорасходы на отопление и охлаждение и сэкономить еще по меньшей мере миллиард баррелей нефти в год;

— заменив традиционные электролампы флуорес­центными: у ламп накаливания кпд составляет все­го 5%, а 95% энергии теряется в виде тепла; у флуо­ресцентных ламп КПД близок к 95%;

— когенерирование подразумевает размещение электрогенератора вместе с источником энергии для него непосредственно в каждом здании. Тогда выде­ляемое при получении электричества тепло использу­ется на месте для отопления и горячего водоснабже­ния (зимой) и кондиционирования (летом). В результате можно сэкономить 30% топлива. Еще одно преимуще­ство когенерирования состоит в том, что исключают­ся перебои в электроснабжении и падения напряжения в сети, случающиеся в высокоцентрализованных системах;

— экономия сырой нефти и других видов ископа­емых топлива позволит смягчить парниковый эффект, связанный с выбросами в атмосферу двуокиси углеро­да, сократить масштабы кислотных дождей, снизить приземной уровень озона и других загрязнителей воз­духа, возникающих в основном при сжигании этих энергоресурсов;

— изменение образа жизни. Быт современных лю­дей весьма расточителен в смысле энергозатрат. Не­которые его изменения (не использовать одноразовую тару, сдавать бутылки, бумагу, вторичное сырье и т. д.) могут обеспечить энергосбережение.

Снизить потребление сырой нефти и других традиционных видов топлива можно, заменив их другими источниками энергии. Такой переход неизбежен в долгосрочной перспективе, поскольку возможности энергосбережения ограничены законами термодинамики. Все это, естественно, должно сочетаться с развитием энергосберегающих технологий.

3. Природозащитные мероприятия, роль технического прогресса в защите окружающей среды

Защита окружающей среды — комплексная про­блема, которая может быть решена только совместны­ми усилиями специалистов различных отраслей на­уки и техники. Наиболее эффективная форма защи­ты окружающей среды от вредного воздействия промышленных предприятий — переход к малоотходным и безотходным технологиям, а в условиях сельскохозяйственного производства — к биологичес­ким методам борьбы с сорняками и вредителями. Это потребует решения целого комплекса сложных техно­логических, конструкторских и организационных за­дач. Экологизация промышленного производства дол­жна развиваться по следующим направлениям:

-   совершенствование технологических процессов и разработка нового оборудования с меньшим уровнем выбросов вредных примесей и отходов в окружающую среду;

-   широкое внедрение экологической экспертизы всех видов производств и промышленной продукции;

-   замена токсичных и неутилизируемых отходов на нетоксичные и утилизируемые;

-   широкое применение дополнительных методов и средств защиты окружающей среды.

Таким образом, рациональное использование ресурсов и обеспечение качества окружающей среды являются общей задачей, которую должны решать специалисты различных областей науки и отраслей техники.

Инженерно-экологические мероприятия предполагают создание такой природно-промышленной систе­мы, которая позволила бы обеспечить эффективное использование и охрану природных ресурсов в процес­се работы того или иного производства. В инженер­но-экологические мероприятия входят три группы мероприятий: инженерные, экологические и органи­зационные.

Инженерные мероприятия направлены на совершен­ствование существующих и разработку новых техноло­гических процессов, машин, механизмов и материалов, используемых в производстве с целью исключения или смягчения негативных воздействий предприятий на природную среду.

Экологические мероприятия обеспечивают само­очищение (при загрязнении) природной среды или самовосстановление (при нарушении равновесия). Экологические мероприятия могут быть абиотичес­кими и биотическими.

Подгруппа абиотических мероприятий основана на использовании естественных, физических и хими­ческих, процессов, протекающих во всех составляю­щих биосферы, которые позволяют снизить опасность вредного антропогенного воздействия, уменьшить или исключить его последствия.

Биотические мероприятия основаны на использо­вании живых организмов, обеспечивающих функцио­нирование экологических систем в зоне влияния про­изводства. К ним относятся биологическая рекультива­ция и биологическая очистка сточных вод, ликвидация загрязнений почв с помощью специальных растений или микроорганизмов, способных извлекать и перера­батывать загрязняющие вещества. Биотическим мероприятием является также самозарастание нарушенных земель.

Организационные мероприятия связаны с управлением, структурой и функционированием создаваемы: или действующих природно-промышленных систем. Они подразделяются на плановые и оперативные.

Классификация инженерных мероприятий,

направленных на охрану окружающей среды

Плановые  мероприятия рассчитаны на длительную перспективу с учетом развития производства непроизводительной инфраструктуры крупных природно-промышленных систем. К ним относятся выбор месторасположения новых производств с учетом взаимного расположения других источников загрязнений атмосферы; передислокация из городов и поселков предприятий с высокой интенсивностью вредного воздействия; выбор места расположения от­валов и свалок; перемещение рекреационных терри­торий, объектов культурного назначения из зон воз­действия и влияния предприятий в чистые зоны; из­менение путей и режимов движения транспорта; устройство санитарно-защитных зон.

К подгруппе оперативных относятся мероприятия, применяемые в экстремальных ситуациях, возникаю­щих на производстве или в природной среде.

Экстремальные ситуации на производстве обычно сопровождаются авариями (взрывы, пожары, разрывы трубопроводов) и приводят к залповым выбросам и сбросам, загрязняющим окружающую среду.

Эти принципиальные направления основаны на цикличности материальных ресурсов и заимствованы у природы, где, как известно, действуют замкнутые циклические процессы. Технологические процессы, в которых в полной мере учитываются все взаимодей­ствия с окружающей средой и приняты меры к пред­отвращению отрицательных последствий, называют экологизированными.

Подобно любой экологической системе, где веще­ство и энергия расходуются экономно и отходы одних организмов служат важным условием существования других, производственный экологизированный процесс, управляемый человеком, должен следовать биосфер­ным законам, и в первую очередь закону круговоро­та веществ.

Принципиально новый подход к развитию всего промышленного и сельскохозяйственного производ­ства — создание малоотходной и безотходной тех­нологии.

Понятие «полностью безотходная технология» ус­ловное, так как ни одно производство невозможно без отходов. Даже природные круговые процессы сопро­вождаются образованием отходов.

Малоотходные и безотходные технологические про­цессы и системы должны функционировать таким образом, чтобы не нарушать естественного хода про­цессов, протекающих в природе.

Разработаны следующие рекомендации по созда­нию малоотходных и ресурсосберегающих техноло­гий:

-   все производственные процессы должны осуще­ствляться при минимальном числе технологических этапов, поскольку на каждом из них образуются от­ходы и теряется сырье;

-   технологические процессы должны быть непре­рывными, что позволяет наиболее эффективно исполь­зовать сырье и энергию;

-   единичная мощность технологического оборудо­вания должна быть оптимальной, что соответствует максимальному коэффициенту полезного действия и минимальным потерям;

-   при разработке нового технологического обору­дования необходимо предусматривать широкое ис­пользование автоматических систем на базе компью­терной техники, обеспечивающих оптимальное ведение технологических процессов с минимальным выходом вредных веществ;

-   выделяющаяся в различных технологических процессах теплота должна быть полезно использова­на, что позволит сэкономить энергоресурсы, сырье и снизят тепловую нагрузку на окружающую среду.

С учетом этих общих рекомендаций можно опре­делить основные направления в совершенствовании малоотходных технологий для отраслей промышлен­ности, наносящих урон окружающей среде.

Так, в энергетике необходимо шире использовать новые методы сжигания твердого топлива, например в кипящем слое, а также оборудования, в частности горелок с низким выходом вредных веществ, что спо­собствует снижению содержания вредных веществ в отходящих газах; разрабатывать эффективные систе­мы очистки этих газов от пыли и оксидов серы и азо­та; применять экологически чистые источники энер­гии: термальных вод, солнечную, ветра, воды.

В черной и цветной металлургии необходимо вне­дрение безотходных и малоотходных технологических процессов, обеспечивающих экономное и рациональное использование рудничного сырья:

— вовлечение в переработку газообразных, жидких и твердых отходов производств, снижение выбросов и сбросов вредных веществ с отходящими газами и сточ­ными водами;

— использование отвальных твердых отходов гор­ного и обогатительного производства в качестве стро­ительных материалов, дорожных покрытий и т. д. вме­сто специально добываемых минеральных ресурсов;

— использование ресурсосберегающих процессов, позволяющих интенсифицировать процесс переработ­ки сырья, уменьшить расход энергоносителей, снизить объем отходящих газов и вредную нагрузку на окру­жающую среду;

— резкое сокращение расхода свежей воды и уменьшение количества сточных вод путем дальнейшего развития и внедрения безводных технологичес­ких процессов и бессточных систем водоснабжения;

— разработка и широкое внедрение на металлурги­ческих предприятиях высокоэффективного очистного

4. Современные биотехнологии охраны окружающей среды

В последние годы в экологической науке все боль­ший интерес проявляется к биотехнологическим про­цессам, основанным на создании необходимых для человека продуктов, явлений и эффектов с помощью микроорганизмов.

Применительно к охране окружающей человека природной среды биотехнологию можно рассматри­вать как разработку и создание биологических объек­тов, микробных культур, сообществ, их метаболитов и препаратов путем включения их в естественные круговороты веществ, элементов, энергии и информации (Журавлев В.П. и др., 1995).

История биотехнологии насчитывает тысячелетия (хлебопечение, виноделие, сыроделие и т. д.). Однако ежегодно появляются новые прикладные направления биотехнологии, общим подходом для которых являет­ся искусственное создание условий для эволюционных, биогеохимических процессов на Земле в виде характер­ных биореакторов, реализующихся с большими скоро­стями, оставаясь совместимыми по своим продуктам с окружающей природной средой.

Биотехнология нашла широкое применение в охра­не природной среды, в частности при решении следу­ющих прикладных вопросов:

-   утилизация твердой фазы сточных вод и твер­дых бытовых отходов с помощью анаэробного сбраживания;

-   биологическая очистка природных и сточных вод от органических и неорганических соединений;

-   микробное восстановление загрязненных почв, получение микроорганизмов, способных нейтрализо­вать тяжелые металлы в осадках сточных вод;

-   компостирование (биологическое окислении) от­ходов растительности (опад листьев, соломы и др.);

-   создание биологически активного сорбирующе­го материала для очистки загрязненного воздуха.

На транспорте необходимо внедрение экологичес­ки чистых видов топлива (газа, неэтилированных бен­зинов), устройство каталитического дожигания и улав­ливания вредных веществ, широкое внедрение элек­тромобилей.

В холодильной технике и технике кондициониро­вания переходить от хладагентов на базе хлорсодержащих углеводородов (фреонов), разрушающих озоно­вый слой, к озонобезопасным смесям, состоящим только из фторуглеводородов.        

В машиностроении разрабатывать системы водоочистки для гальванических производств, переходить к замкнутым системам рециркуляции воды и извле­чению металлов из сточных вод, в области обработки металлов шире использовать получение деталей из
пресс-порошков.         

В целлюлозно-бумажной промышленности внедрять процессы с низким расходом свежей воды на единицу продукции, применяя замкнутые и бессточ­ные системы промышленного водоснабжения; максимально использовать экстрагирующие соединения, содержащиеся в древесном сырье, для получения целевых продуктов, совершенствовать процессы отбеливания целлюлозы с помощью кислорода и озона; улучшать
переработку отходов лесозаготовок биотехнологическими методами в целевые продукты; создавать про­изводственные мощности по переработке бумажных отходов, в том числе макулатуры.

5. Последствия загрязнения

Загрязнение может иметь ряд нежелательных последствий:

·     неприятное и эстетически неприемлемое воз­действие: неприятные запах и вкус, уменьшение ви­димости в атмосфере, загрязнение поверхности зданий и памятников;

·     нанесение ущерба имуществу: коррозия метал­лов, химическое и физическое разрушение материалов, использованных для возведения зданий и памятников, загрязнение одежды, зданий и памятников;

·     нанесение ущерба растительности и животно­му миру: снижение продуктивности лесов и продо­вольственных культур, вредное воздействие на здоро­вье животных, что приводит к их вымиранию;

·     вред для здоровья человека: распространение инфек­ционных заболеваний, раздражение и болезни дыхатель­ных путей, изменения на генетическом уровне, измене­ние репродуктивной функции, раковые заболевания;

·     нарушение систем жизнеобеспечения на локаль­ном, региональном и глобальном уровнях: изменения климата и снижение естественной скорости кругово­рота веществ и поступления энергии, необходимых для нормальной жизнедеятельности человека и дру­гих живых существ.

Таким образом, мы видим, что в наши дни человечество начало задумываться над путями своего дальнейшего развития. Человек делает много полезного для природы, а значит и для себя: совершенствует технологии, строит очистные сооружения и фильтры на предприятиях, растит леса, бережет воду и энергию.

И, несмотря на все проблемы перечисленные нами выше, мы надеемся на улучшение состояния нашей планеты.

1.   Э.А. Арустамов, И.В. Левакова, Н.В. Баркалова «Экологические основы природопользования»

2.   Ю.М. Соломенцев. «Экологические основы природопользования».

3.   М.В. Гальперин. «Экологические основы природопользования».

4.   Т.П. Трушина. «Экологические основы природопользования».