Урбоэкология и моиторинг

1 Искусственное и естественное загрязнение атмосферы

 

Загрязнение атмосферы – внесение в атмосферу или образование в ней физико-химических агентов и веществ, обусловленное как естественными (природными), так и искусственными (антропогенными) факторами (рис.1)

 

Рис.1 – Источники загрязнения атмосферы

 

Естественное загрязнение возникает в результате мощных природных процессов (извержения вулканов, лесные пожары, пыльные бури, выветривание и пр.). Во время извержения вулканов, черных бурь или пожаров образуются громадные пылевые облака, которые нередко распространяются на тысячи километров. Штормовые ветры сбрасывают с гребней волн капельки морской воды, насыщенной солями хлоридов и сульфатов, которые осаждаются как на водной поверхности, так и на суше. Эти факторы не угрожают природным экосистемам, за исключением некоторых катастрофических природных явлений.

Искусственное загрязнение является предметом деятельности человека. Масштабы антропогенного воздействия напрямую связаны с развитием цивилизации. Антропогенные факторы загрязнения атмосферы зачастую превышают по масштабам естественные и имеют глобальный характер. Они могут оказывать различные воздействия на атмосферу: непосредственное – на состояние атмосферы (нагревание, изменение влажности и др.);  воздействие на физико-химические свойства атмосферы (изменение состава, увеличение концентрации СО2, аэрозолей, фреонов и пр.). К основным источникам загрязнения относятся: промышленные предприятия, транспорт, теплоэнергетика, сельское хозяйство и др. Среди отраслей промышленности особенно токсичные выбросы в атмосферу дают предприятия цветной металлургии, химической, нефтехимической, черной металлургии, деревообрабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности и т.д. Доля отраслей промышленности в загрязнении атмосферы представлена на рис. 2.

 

Рис.2 – Доля отраслей промышленности в выбросах загрязняющих веществ в атмосферный воздух Российской Федерации

 

Техногенные выбросы в воздушную среду насчитывают десятки тысяч индивидуальных веществ. Однако наиболее распространенные, «многотоннажные» загрязнители сравнительно немногочисленны. Это различные твердые частицы (пыль, дым, сажа), окись углерода (СО), диоксид серы (SO2), окислы азота (NO и NO2), различные летучие углеводороды (СНx), соединения фосфора, сероводород (H2S), аммиак (NН3), хлор (С1), фтористый водород (HF). Количества первых пяти групп веществ из этого перечня, измеряемые десятками миллионов тонн и выбрасываемые в воздушную среду всего мира и России, представлены в таблице 1.

 

Таблица 1

Выбросы в атмосферу пяти главных загрязнителей в мире и в России (млн. т)

	Весь миp		Россия
	Стационарные источники	Транспорт	Стационарные источники	Транспорт
Твердые частицы	57	80	6,4	3,7
Окись углерода	177	200	7,6	10,1
Диоксид серы	99	0,7	9,2	0,07
Оксиды азота	68	20	3,0	1,1
Углеводороды	4	50	0,2	2,0

 

Вместе с другими веществами, не указанными в таблице, общая масса выбросов от всех организованных источников, эмиссии которых можно измерить, составляет около 800 млн. т. Сюда не входит та часть вредных веществ, которая улавливается с помощью различных средств очистки отходящих газов.

Наибольшая загрязненность атмосферы приурочена к индустриальным регионам. Около 90% выбросов приходятся на 10% территории суши и сосредоточены в основном в Северной Америке, Европе и Восточной Азии. Особенно сильно загрязняется воздушный бассейн крупных промышленных городов, где техногенные потоки тепла и аэрополлютантов, особенно при неблагоприятных метеоусловиях (высоком атмосферном давлении и термоинверсиях), часто создают пылевые купола и явления смога - токсичных смесей тумана, дыма, углеводородов и вредных окислов. Такие ситуации сопровождаются сильными превышениями ПДК многих аэрополлютантов.

 

2 Нормирование уровня  и концентрации загрязнений водных  объектов

 

В последние десятилетия на формирование качества природных вод большое влияние оказывает хозяйственная деятельность общества. Примеси, поступающие различными путями в гидросферу, коренным образом изменяют ее качество. Они попадают в природные воды в виде потоков хозбытовых и производственных сточных вод, а также стоков с сельхозугодий и урбанизированных территорий. Выбросы предприятий и транспорта в атмосферу также в конечном итоге осаждаются на поверхности водосбора. Значительные массы примесей поступают в водные объекты с отвалов обогатительных фабрик, горно-рудных разработок месторождений полезных ископаемых, полигонов и свалок.

В интересах государственного регулирования воздействия хозяйственной и иной деятельности на окружающую среду, гарантирующего сохранение благоприятной окружающей среды и обеспечение экологической безопасности, осуществляется нормирование в области окружающей среды. Вся сфера экологического нормирования и стандартизации опирается на гигиенические нормы и использует установленные предельно допустимые концентрации (ПДК) или предельно допустимые уровни (ПДУ). Чем меньше величина этих экологических нормативов, тем выше качество окружающей среды.

ПДК – это та наибольшая концентрация вещества в среде, которая при более или менее длительном действии на организм, не оказывает влияния на здоровье и не вызывает отставленных эффектов (не сказывается на здоровье и т.п.).

ПДК некоторых загрязняющих веществ в водных объектах представлены в таблице 2.

 

Таблица 2

Предельно допустимые концентрации некоторых загрязняющих веществ в водных объектах (мг/л)

Наименование ингредиента	ПДК	Лимитирующий показатель вредности
Анизол Аммиак Ацетон Бензол Нефть и нефтепродукты Фенолы СПАВ анионоактивные ДДТ Железо Медь Цинк Хром Никель Кобальт Свинец Мышьяк Ртуть Кадмий Марганец Фтор Формальдегид Метанол Стирол Цианиды	0,05 0,05 0,05 0,5 0,05 0,001 0,1 0,1 0,5 0,001 0,01 0,5 0,01 0,01 0,03 0,05 0,0005 0,005 0,01 1,5 0,05 0,1 0,1 0,05	Санитарно-токсикологический Токсилогический Общесанитарный Токсикологический Рыбохозяйственный То же Токсикологический То же Органолептический Токсикологический То же Органолептический Токсикологический То же Санитарно-токсикологический Токсикологический Санитарно-токсикологический Токсикологический То же Санитарно-токсикологический Общесанитарный Санитарно-токсикологический Органолептический Токсикологический

 

Для водных объектов одновременно с ПДК используется другой ограничительный норматив - лимитирующий показатель вредности (ЛПВ), который не имеет количественной характеристики, а отражает приоритетность требований к качеству воды. Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод выделяют три вида ЛПВ:

• санитарно-токсикологический (характеризует токсическое действие вещества на организм человека и водных животных);
• общесанитарный (характеризует влияние, оказываемое веществом на общесанитарное состояние водного объекта, в частности, на скорость протекания процессов самоочищения);
• органолептический (характеризует способность вещества менять органолептические, т.е. оцениваемые органами чувств человека свойства воды - запах, привкус, цвет, появление пены).

Суть ЛПВ заключается в том, что загрязнители воды могут оказывать на водные экосистемы и здоровье человека неблагоприятное воздействие нескольких видов, каждое из которых характеризуется своей безопасной концентрацией. То из воздействий, безопасная концентрация, для которого минимальна, и является лимитирующим.

При установлении нормативов загрязнения водных объектов учитываются природные особенности акваторий, а также их целевое использование. В зависимости от потребительских характеристик все воды поверхностных водоемов подразделяются на воды хозяйственно-питьевого назначения, для культурно-бытовых нужд населения и хозяйственных целей. Хозяйственно-питьевые воды по всем основным показателям должны быть безвредными для здоровья людей, поэтому нормативные требования к их качеству наиболее жесткие. Водные объекты культурного назначения используются для купания населения, отдыха и спорта и должны отвечать санитарно-гигиеническим требованиям. Особо выделяются водоемы рыбохозяйственного назначения, требования к качеству вод в которых близки к нормативам хозяйственно-питьевых водоемов. Воды хозяйственного назначения различают по требованиям к их качеству в связи с конкретным использованием. Например, вода, используемая в контурах охлаждения различных тепловых агрегатов, должна иметь достаточно низкую температуру, малокарбонатную жесткость, практическое отсутствие ионов железа и сероводорода. Это связано с тем, что гидрокарбонаты кальция и магния преобразуются в карбонаты, отлагающиеся на стенках теплообменников, а соединения железа и сероводород усиливают железа в воде.

 

3 Типы внутривидовых  отношений и их классификация

 

Отношения особей внутри популяции и между популяциями  определяют внутривидовые отношения. Зачастую они похожи на межвидовые отношения. К примеру, бывают случаи убийства или даже поедания одной особью других, активной борьбы за убежище, территорию, паразитирования одной особи на другой. Также встречаются и случаи взаимопомощи и нахлебничества.

Внутривидовые отношения направлены на размножение и расселение вида и содействуют лучшему выживанию вида, которое обеспечивается увеличением его численности.

Распространены следующие типы внутривидовых отношений;

1. Воспроизводительный комплекс поведения:

     - Репродуктивная сигнализация. Основное назначение – посредством  различных сигналов обеспечить  успешное размножение вида. Избирательность спаривания базируется на видоспецифических особенностях поведения: на звуковых, оптических и химических сигналах. Оптический канал передает определенный набор красок, поз, выразительных действий и мимики. Звуковой – видоспецифические звуки. Химический – запахи, оставляемые как самцами, так и самками. Например, у большинства млекопитающих основным каналом брачной сигнализации выступает хеморецепция. Самцы узнают о готовности самок к спариванию по издаваемым специфическим запахам. Биологическое значение всей этой сигнализации многогранно: дает возможность определить видовую принадлежность партнера, в значительной степени исключает межвидовую гибридизацию и, таким образом, сохраняет морфофункциональную стабильность вида.

     - Забота о молодых. Почти все виды животных характеризуются  активной заботой о своей молоди, образованием четко обусловленных  семейных пар или групп и довольно длительным пребыванием вместе со своими родителями.

     - «Гнездовое поведение» - сложный комплекс врожденных  актов: сбор материала, строительство  жилища (норы, гнезда, логова и т.д.), замена подстилки, перенос детенышей, обогрев, вскармливание молоком, защита убежища.

2) Групповое поведение:

     - Семейные группы. Образование  семейных групп является следствием  репродуктивного поведения. Эти  группы состоят из одного или  двух родителей и потомства. Обычно  родители доминируют ,кормят и защищают потомство, способствуют развитию у детенышей всех необходимых навыков для дальнейшей самостоятельной жизни.

     - Несемейные группы. Групповое поведение особей одного  вида проявляется в согласованности  действий особей, входящих  в одну группу. Эта согласованность происходит обычно благодаря различной сигнализации и инстинкту подражания, которые позволяют действовать группе как единому целому.

3) Оборонительное поведение. У некоторых  животных стайное поведение проявляется  в выделении «отпугивающего вещества». К примеру, «запах страха» выделяемый железами испуганной мыши, отпугивает от данного места сородичей. Коровы или лошади, спасаясь от кровососов, становятся тесной группой, головами к центру и отмахиваются хвостами от паразитов.