Основи екології

Біологічне забруднення води відбувається за рахунок надходження зі стічними водами різних мікроорганізмів, простіших та інше. Найбільшими біологічними забрудниками є побутові стічні води. Промисловими біологічними забрудниками є підприємства шкірообробної промисловості, м'ясокомбінати, молокопереробні підприємства й цукрові заводи. Бактеріальне забруднення рік, що протікають повз густонаселені райони може досягати 500000-600000 в 1 мл і більше.

Фізичне забруднення води пов'язане зі зміною її фізичних властивостей: прозорість, нерозчинні домішки, температура, колір та інше. Нерозчинні речовини (пісок, намул) потрапляють в воду з поверхневим змивом. Багато зависей потрапляє в водойми з підприємств гірничодобувної промисловості. Особливу небезпеку для всього живого становлять радіонукліди, що потрапляють в водойми з викидами АЕС. Теплове забруднення водойм відбувається в результаті скиду у водойму теплих вод з різних енергетичних установок. Найбільшими тепловими забрудниками є ТЕС і АЕС. Підвищення температури води у водоймі вище 26⁰С призводить до порушення діяльності біоценозів.

Води морів і океанів характеризуються не тільки високою мінералізацією, а досить постійним складом. Це зумовлено великою масою води морів і океанів.Спостерігаються коливання солоності води в окремих частинах Світового океану і на різних глибинах. Найбільш мінералізована вода (до 350 г\м³) в екваторіальних широтах.

Води океанів і морів забруднюються річковими стоками, з якими щороку надходить понад 320млн т заліза, 6,5млн т фосфору та інших речовин. Нафтове забруднення в деяких районах Світового океану стає катастрофічним.

Моря і океани забруднюються також промисловими та побутовими твердими відходами. Особливо небезпечним є радіоактивне забруднення.

Несприятливий стан вод Світового океану в останній час турбує все людство. ООН розробила кілька важливих угод, підписаних більшістю країн. До цих угод належить і «Хартія морів», підписана багатьма країнами у 1982 році.

Класифікація забруднювальних речовин

Забруднювальні речовини за їх фізико-дисперсним станом по відношенню до води можна поділити на чотири групи.

До першої групи належать нерозчинні у воді зависі, а також бактерії та планктон. Вони кінетично нестійкі і підтримуються у завислому стані динамічними силами водяного потоку. В стані спокою зависі осідають.

Друга група домішок поєднує гідрофільні й гідрофобні мінеральні та органо-мінеральні колоїдні часточки грунтів, нерозчинні форми високомолекулярних гумусових речовин, детергенти та інше. До цієї групи належать також віруси та мікроорганізми, які за своїми розмірами близькі до колоїдних часточок. Розміри дисперсних часточок знаходяться в межах 10-100мкм. Агрегативна стійкість домішок зумовлена електростатичним станом міжфазної поверхні.

Третя група забруднювальних домішок включає молекулярно-розчинні сполуки розміром менше ніж 10мкм. До неї відносять розчинені гази, органічні речовини біологічного походження та інші домішки, що можуть мати місце в промислових і господарсько-побутових стоках. Молекулярно-розчинні речовини здатні за рахунок водневих зв'язків утворювати з водою неміцні сполуки.

До четвертої групи забруднювальних домішок належать електроліти - речовини з йонним або сильно полярним зв'язком, які під впливом полярних молекул води дисоціюють на йони.

Для кожної групи домішок можна виділити деякі специфічні фізико-хімічні методи контролю їх вмісту. При цьому враховують розмір часточок, рухливість в електричному полі, взаємодію зі світовим випромінюванням, кінетичну нестійкість системи «вода - домішка» та інші особливості.

Поведінка забруднень у водоймах, самоочищення води.

У природних водоймах поза межами населених пунктів розвиваються типові для кожної місцевості біоценози: водорості, бактерії, гриби, найпростіші, вищі рослини, тварини. Вони перебувають у певній біологічній рівновазі, властивій даним кліматичним та екологічним умовам. Забруднення водойм призводить до зміни умов середовища, його хімічного складу і, відповідно до біологічного складу. Коли хімічний склад та інші властивості забруднень сталі, у водоймі складається нове співтовариство організмів, що відповідає новим екологічним умовам. В цьому випадку різні групи організмів поетапно розкладають органічні речовини. Кінцевими продуктами розкладання і подальшого окислення органічних забруднень є мінеральні солі (сульфати, нітрати, фосфати, вуглекислий газ, вода). Ці сполуки споживають водорості та вищі рослини. В результаті описаних процесів відбувається очищення води у водоймі.

Дуже важливу роль у процесі самоочищення відіграють нижчі види тварин: найпростіші одноклітинні та ракоподібні. Вони живляться водоростями, грибами й бактеріями, запобігаючи надмірному розвитку останніх і можливості вторинного забруднення. Дрібні тварини поїдаються рибами, а риба використовується в їжу людиною та більшими тваринами. Так замикається ланцюг біологічних змін, пов'язаних із самоочищенням водойм.

Однією з найважливіших умов, необхідних для перебігу біологічних та біохімічних процесів у напрямку самоочищення води, є наявність у ній кисню. Якщо кисню у воді недостатньо, аеробне середовище в такому разі перетворюється на анаеробне. В анаеробному середовищі органічні сполуки замість окислення зазнають анаеробного розкладання з утворенням гідроген сульфіду, метану, водню та інших недоокислених речовин, що призводить до вторинного забруднення води.

Швидкість біологічних процесів у воді залежить від багатьох факторів, одним із яких є температура. З підвищенням температури біологічні процеси у воді зростають, що супроводжується швидким використанням наявного у воді кисню. Це може спричинити певну небезпеку для водойми у разі значного забруднення (швидко використається кисень і процеси з аеробних перейдуть в анаеробні).

Стічні води з сільськогосподарських полів, тваринницьких ферм, побутові стічні води та деякі промислові у своєму складі містять багато біогенних речовин - органічних речовин нітрогену та фосфору. Зростання вмісту біогенних речовин у воді відкритих водойм спричинює інтенсивний розвиток синьозелених та деяких інших водоростей («цвітіння» водойм). Це супроводжується значним зниженням у воді розчиненого кисню. Вода стає непридатною для життя, гинуть водяні тварини. У такій водоймі переважають анаеробні процеси. Це називають евтрофікацією. Евтрофікація вод - накопичення у воді водойми органічних речовин під впливом антропогенних факторів або з природних причин. Евтрофікація вод - процес оборотний. Ефективними засобами боротьби з евтрофікацією вод є припинення надходження біогенних елементів у водойми і збагачення води киснем.

Забруднення води набуває загрозливого характеру і у багатьох випадках перевищує здатність водойм до самоочищення. Вже нині у багатьох країнах та південних районах України спостерігається нестача доброякісної води. Незадовільне водозабезпечення населення часто є наслідком антропогенного забруднення води різними хімічними речовинами та мікроорганізмами. В світі щорічно скидається у водойми понад 120 км³ стічних вод.

Забруднення вод Світового океану нафтою порушує тепло- і волого обмін між атмосферою і океаном, становить загрозу для розвитку фауни і флори.

Дуже небезпечні наслідки має біологічне забруднення, особливо в містах масового відпочинку людей. Упродовж останніх років багаторазово закривалися пляжі Азовського і Чорного морів та на багатьох інших водоймах внаслідок виявлення в воді збудників кишкових інфекцій. Щороку від хвороб, що передаються через воду у світі вмирає 50 тис. чоловік. Встановлено що близько 80% хвороб у світі зумовлено неякісною питною водою.

Контроль і управління якістю води

Раціональне використання і відтворення водних ресурсів та екосистем має бути спрямоване на забезпечення стійкого функціонування водних екосистем, збереження та відновлення ресурсів поверхневих, підземних та морських вод.

Контроль і управління якістю води є одним із засобів санітарної охорони водойм від антропогенних забруднень та забезпечення максимальної продуктивності водних екосистем.

Ступінь допустимого забруднення води у водоймах розглядають як гранично допустиме навантаження на водойму (ГДН). Обмеження навантаження тільки з погляду потрапляння у воду промислових забруднень є недостатнім, так як забруднення відбувається і під час купання, рибальства, відпочинку. Необхідно розробляти нормативи гранично допустимого екологічного навантаження на водойму (ГДЕН).

Відповідно до регламенту водокористування «Правила охорони поверхневих вод від забруднення стічними водами» допустиме навантаження на водойму (С_доп) визначається як різниця між установленим нормативним навантаженням та існуючим (С_існ). Якщо різні домішки перебувають у межах допустимих нормативами, водойма вважається не забруднена.

Нормативні вимоги до якості води

Критерієм забрудненості води є погіршення її якості внаслідок зміни фізичного і хімічного складу, органолептичних властивостей. Основна нормативна вимога до якості води у водоймі - вміст забруднювальних речовин не повинен перевищувати встановлені для них гранично допустимі концентрації.

Склад і властивості води повинні відповідати встановленим вимогам у створі на відстані не менше 1 км вище по течії від найближчого водокористувача. Для води встановлено нормування залежно від категорії водойми. водойми поділяють на дві категорії: перша категорія - водойми, вода яких використовується для централізованого водозабезпечення населених пунктів; друга категорія - водойми, які використовуються тільки для відпочинку людей. Окремо виділяються рибогосподарські водойми, в яких вода повинна відповідати умовам життя і розмноження цінних порід риби.

Очищення стічних вод

Стічні води перед скидом у водойму повинні очищатися. Всі методи очищення можна поділити на механічні й механо-хімічні, хімічні й фізико-хімічні та біохімічні. В основу технології очищення води від домішок закладені процеси, що відбуваються під дією сил, які найефективніше впливають на дані домішки. Так для видалення гетерофазних домішок рекомендують механічне розділення в гравітаційному полі або під дією відцентрових сил, фільтрування крізь пористі завантаження й дрібну сітку, агрегація флокулянтами, флотація домішок, тощо. При цьому комплекс очисних споруд включає відстоювання, фільтрування, центрифугування, мікропроціджування, тощо.

Відстоювання використовують для вилучення зі стічних вод завислих грубодисперсних домішок. Для цього використовують відстійники різних конструкцій: вертикальні, горизонтальні та радіальні. Горизонтальні відстійники будують із залізобетону довжиною до 36 м, шириною до 18 м і глибиною до 5 м. Радіальні відстійники маю діаметр до 60 м і глибину до 6 м. Тривалість відстоювання становить близько 1,5 години

Для видалення завислих забруднювальних речовин використовують повільні фільтри.

Спливанням очищають стічні води від нафтопродуктів у нафтовловлювачах.

Коагуляцію застосовують для видалення зі стічних вод найдрібніших колоїдно-дисперсних часточок, білкових речовин та інших високомолекулярних сполук. Коагуляцію здійснюють введенням в воду розчину сірчанокислого алюмінію або заліза, які називають коагулянтами. Коагулянт, гідролізуючись, утворює нерозчинні у воді гідроокисли алюмінію, чи заліза, які адсорбують завислі часточки.

Для видалення із води органічних домішок застосовують біохімічні методи. Методи біохімічного очищення ґрунтуються на застосуванні різних мікроорганізмів. Розрізняють аеробний процес, що здійснюється за наявності кисню і анаеробний - без доступу кисню.

Біологічне аеробне очищення здійснюють у біофільтрах, аеротенках на зрошувальних полях та в біологічних ставках. На поверхні укладених матеріалів біофільтра поселяються мікроорганізми, які живляться органічними домішками стічних вод, перетворюючи їх у неорганічні.

Аеротенки являють собою резервуари довжиною до 100 м, шириною - до10 м і глибиною - до 5 м. Для проходження процесу окислення в аеробних умовах в аеротенки постійно нагнітають повітря.

Поля зрошення, фільтрації належать до грунтових методів біологічного очищення. На полях зрошення одночасно з очищенням стічних вод вирощують різні культури рослин.

Біологічні ставки облаштовують каскадом по 3-5 водойм глибиною1-1,5 м. Для повного очищення вода в біологічних ставках має перебувати не менше як 20 діб. Біологічні ставки частіше використовують після попереднього очищення як буфер перед водоймою, в яку скидають стічні води.

Йоннообмінний метод використовують для видалення зі стічних вод йонів розчинених солей. Йоннообмінний спосіб може забезпечити пом'якшення і знесолювання води.

Основні напрями шляхів попередження забруднення відкритих водойм та підземних вод

Для попередження забруднення відкритих і підземних вод проводять різні водоохоронні заходи. Водоохоронними називають заходи, вжиття яких забезпечує дотримання норм якості води. Розрізняють три напрями водоохоронних заходів (планувальні, технологічні і санітарно-технічні) та 5 основних видів: юридичний, організаційний, екологічний, економічний і технічний.

Планувальні заходи передбачають відповідне розташування різних підприємств, щоб унеможливити забруднення водойм. Технологічні заходи передбачають різні технологічні удосконалення, направлені на зменшення, або повну відсутність скиду стічних водо у водойму. Санітарно-технічні заходи передбачають організацію очистки стічних вод, облаштування оборотного водо забезпечення, тощо.

Тема: Екологічна безпека літосфери

Мета теми: Ознайомити студентів з основними джерелами забруднення літосфери і можливими змінами забруднень в грунті, з особливостями забруднення грунту пестицидами, впливом їх на живі організми грунту і людей.

Контрольні питання теми

1. Забруднення літосфери: основні джерела і забруднювальні речовини.

2. Поведінка забруднень в грунті і вплив їх на живі організми. Самоочищення грунтів.

3. Особливості забруднення грунтів пестицидами та мінеральними добривами.

4. Нормування забруднень в грунті, контроль і управління якістю грунтів.

5. Бережне ставлення до надр і земної поверхні, Охорона ландшафтів.

До складу літосфери входить суходіл, який займає 29,2% поверхні Землі (148 млн км^{2 )} і включає грунти різної категорії та корисні копалини на поверхні й у надрах. Близько 10% суші займають льодовики (Антарктида, Гренландія та ін. Сільськогосподарськими угіддями зайнято 33,1% поверхні Землі, 30,1% - лісами, 36,8% площі припадає на гори, тундру, болота, пустелі, промислові об'єкти та населені пункти. Загальна площа орних земель становить близько 1,5 млрд га (близько 11% суші). На кожного мешканця планети припадає близько 0,4 га орної землі.

Забруднення літосфери

Грунти є біологічним фільтром і нейтралізатором багатьох антропогенних забруднень і здатні до самоочищення.

Забруднення літосфери відбувається як природним шляхом, так і антропогенним. Під впливом природних стихійних явищ (падіння метеоритоів, землетруси, виверження вулканів, буревії, повені та інше) руйнуються природні ландшафти, господарські будівлі, знищуються сільськогосподарські угіддя, гинуть представники флори і фауни. В результаті антропогенної діяльності утворюється значна кількість відходів промислових, сільськогосподарських і побутових.

Основна маса промислових відходів утворюється на підприємствах гірничодобувної та гірничопереробної промисловості (відвали породи, шлаки), чорної металургії (шлаки, шлами, колошниковий пил), металообробної (ливарні відходи, браковані вироби), лісовій і деревообробній промисловості (лісозаготівельні відходи, відходи переробки деревини), енергетичного комплексу (шлаки, попіл, ядерні відходи), хімічної та суміжних галузей, харчової, текстильної і легкої промисловості. Виробництво пластмасової продукції супроводжується утворенням твердих технологічних відходів та відходів споживання. Особливо загрозливими для навколишнього середовища є відходи споживання пластмас, кількість яких щорічно зростає У 1980 році в Англії до відходів потрапило близько 1,35 млн т пластмас, у США - близько 2,5млн т. Ці відходи характеризуються значною стійкістю в природних умовах, що призводить до значного забруднення довкілля.

Значні порушення пов'язані з відкритими розробками, що потребує відведення місць для покривних порід, При цьому відбувається зниження рельєфу. Створення глибоких і значних за площею кар'єрів супроводжується зсувами, обвалами, селями. Навколо родовищ облаштовують відвали пустої породи, терикони і шламонакопичувачі. З усього видобутого із земних надр обсягу речовин використовується тільки 2-6%, що пояснюється недосконалістю технологій. Решта потрапляє у відходи, забруднюючи природне середовище.

У промислових твердих і рідких відходах трапляються різні токсичні речовини, що несприятливо впливають на розвиток рослин і тварин та на здоров'я людей. У виробництві пластмас і синтетичного волокна утворюються відходи бензолу, фенолу, метанолу. Спалювання вугілля в теплоенергетиці пов'язане з утворенням шлаків, попелу, сажі.

Значними забрудниками літосфери є житлово-комунальне господарство, яке здійснює будівництво житла, доріг та інших господарських об'єктів, що призводить до руйнування природних ландшафтів, накопичення великої кількості будівельного і побутового сміття. Кількість побутового сміття постійно зростає. На кожного міського мешканця щороку утворюється від 250 до 800 кг відходів. У світі щороку утворюється 400-500млн т побутового сміття.

Значний обсяг забруднень попадає в грунти з тваринницьких ферм. Проблему ефективної утилізації відходів тваринництва поки що не вирішено.

Небезпечним є зменшення площі родючих грунтів, які створювалися природою протягом тисячоліть. Внаслідок розорювання, меліорації та широкомасштабного застосування хімічних засобів грунти деградують та перенасичуються шкідливими речовинами.

Кожні 10 років людство втрачає близько 7% верхнього шару грунту внаслідок ерозії. Ерозією (лат. ерозіо - роз'їдання) називають порушення грунту й гірських порід потоками води або вітром, а також внаслідок механічного впливу.

Поведінка забруднень в грунті та вплив їх на здоров'я людини

В біосфері постійно відбувається взаємодія між компонентами неживої і живої речовин. Це виражається в обміні речовини та енергії і супроводжується різними фізичними, хімічними, біологічними процесами. Природні і антропогенні забруднення перебувають також у постійній взаємодії: відбуваються певні хімічні перетворення речовин, окисно-відновні реакції, гідроліз і комплексоутворення, хімічне та бактеріальне вилуження, сорбція та інше.

У результаті хімічної взаємодії забруднювальних речовин відбувається їх трансформація з утворенням нових хімічних сполук - ксенобіотиків, які не рідко бувають ще токсичнішими, ніж забрудники. Яскравим прикладом таких штучно створених у природі сполук є нітрозаміни - продукти трансформації в грунті азотних добрив, трансформація хлорорганічних пестицидів у грунті. Забруднювальні речовини із грунту можуть переходити в рослини і далі по ланцюгах живлення в організми тварин і людей, де, накопичуючись, можуть визивати різні захворювання і навіть смерть.

Характерною особливістю літосфери є те, що забруднення переміщуються в ній природним шляхом значно повільніше, ніж у атмосфері і гідросфері. Тому відбувається концентрування забруднень і подальша міграція їх у різні середовища в процесі біологічного та геохімічного колообігів.

Контроль і управління якістю грунтів

Грунти як об'єкт охорони, контролю та управління якістю мають ряд специфічних особливостей порівняно з іншими об'єктами природного середовища. Вони суттєво менш рухомі, ніж атмосферне повітря і поверхневі води, а тому не мають такого могутнього природного способу самоочищення як розбавляння. Антропогенні забруднення в грунті накопичуються, а ефекти дії підсумовуються з одночасним можливим утворенням більш токсичних речовин, ніж вихідні компоненти. Міграція забруднень в грунті відбувається досить повільно, що спричинює значне забруднення. При цьому можливий перебіг анаеробних процесів розкладання органічних забруднень. Для запобігання надмірному забрудненню грунтів розроблена методологія гігієнічного нормування забруднень в грунті. Обґрунтовано ГДК понад 130 забруднювальних речовин.

Грунти безпосередньо не впливають на здоров'я людини як повітря, вода. Несприятливий вплив грунтів виявляється через шкідливі речовини, які із грунту потрапляють в сільськогосподарські рослини і накопичуються в них.

Проблема санітарної охорони грунтів від забруднення відходами господарювання набула надзвичайної гостроти, але ефективних засобів для її вирішення до цього часу не знайдено.

Ландшафти належать до ключових геосистем локального і регіонального рівнів. Для них характерне єдине походження, однорідний геологічний фундамент, єдиний тип рельєфу, однаковий клімат, специфічне поєднання грунтів і біоценозів, спільна історія розвитку. В Україні виділяють рівнинні (94,3% загальної площі) та гірські ландшафти. Серед рівнинних ландшафтів домінуючими є степові та лісостепові.

Ландшафти поділяють на природні та антропогенні. Природні формуються під впливом природних факторів, і для них характерні певні динамічні зміни. Природніх ландшафтів на Землі майже не залишилось. Переважна їх більшість перебуває під впливом антропогенних процесів. Вирубування лісів, створення водосховищ та кар'єрів здатні істотно змінювати природне середовище.

За ступенем змінюваності й характером антропогенного впливу розрізняють змінені, порушені та перетворені ландшафти. У змінених ландшафтах, до яких належать пасовища, сіножаті, згарища антропогенний вплив позначається лише на окремих природних компонентах. До порушених ландшафтів належать місця знищення лісів, суцільної забудови та розорювання крутих схилів. Перетворені ландшафти - це території, на яких свідомо змінене природне середовище.

Ефективні шляхи обмеження антропогенного тиску на ландшафти мають базуватися на перебудові народного господарства в напрямі запровадження малоенерго- та маломатеріалоємних виробництв з використанням безвідходних технологій.

Тема: Екологічні проблеми України

Мета теми: Дати уяву студентам щодо екологічного стану довкілля України і окремих регіонів, залежності екологічного стану від господарської діяльності, про основні критерії оцінки стану довкілля в нашій країні і принципи нормування його якості.

Контрольні питання теми

1. Основні джерела забруднення атмосферного повітря України і їх характеристика.

2. Характеристика регіонів України з найбільш забрудненим атмосферним повітрям.

3. Основні нормативи оцінки ступеня забруднення повітря, їх значення.

4. Основні напрями заходів щодо попередження забруднення атмосфери.

5. Екологічний стан основних рік України, основні забруднювачі їх.

6. Стан малих річок України. Екологічний стан Азовського і Чорного морів.

7. Нормування якості води відкритих водойм в нашій країні. Контроль і управління якістю води.

8. Стан земельного фонду України, основні джерела забруднення грунтів, поведінка забруднень в грунті.

9. Стан лісів в Україні.

10. Проблеми відходів людської діяльності (промислові відходи) в Україні.

11. Проблеми житлово-комунальних відходів в Україні.

12. Стан природного середовища Миколаєва та області.

З появою людини на планеті Земля велику роль у глобальній екосистемі стали відігравати взаємовідносини суспільства і природи. Особливо швидко посилюється вплив суспільства на природу у зв'язку з розвитком машинного виробництва. Завойовуючи природу людство значною мірою підірвало природні умови власної життєдіяльності, Вся планета нині страждає від антропогенного тиску. Він виявляється через забруднення довкілля, виснаження природних ресурсів і деградацією екосистем, через хижацьке винищення лісів. Все це ми бачимо і в Україні.

В колишньому Радянському Союзі Україна займала 2,7% всієї території Союзу і мала 18% населення. За станом на 1989 рік Україна давала 30% загальносоюзної продукції чорної металургії, 50% видобутку залізної руди, 25% - вугілля, 18% виробляла мінеральних добрив. Таке промислове навантаження призвело до того, що на Україну припадало до 25% загальносоюзного забруднення; середня його цифра в 15 разів перевищувала середні показники по Союзу, а в Кривому Розі, містах Донбасу, Дніпродзержинську - у сотні разів.

Нині, в зв'язку з падінням промислового і сільськогосподарського виробництва після 1992 року, техногенне навантаження на довкілля України трохи зменшилося, але стан довкілля України залишається далеко незадовільним, особливо в містах, де промислове виробництво не зазнало значного спаду.

Розглянемо коротко стан окремих середовищ України.

Атмосферне повітря. У результаті антропогенної діяльності забруднюється атмосферне повітря, що призводить до зміни його хімічного складу. Основними забруднювачами повітря України є підприємства чорної металургії (33%), енергетики (30%), вугільної промисловості (10%), хімічної та нафтохімічної промисловості (7%).

При виплавлянні 1т чавуну в повітря виділяється 4,5кг пилу, 2,7кг оксиду сульфуру, до 0,6кг мангану, а також невеликі кількості фосфору, арсену, меркурію. Найбільші забрудники, що утворюються при виробництві чавуну і сталі - пил різної хімічної природи та оксид сульфуру. Окрім цього слід враховувати, що при отриманні заліза та інших металів із сульфідних руд витрачаються значні об'єми кисню. Так для одержання 1т окислу заліза витрачається 1,1т кисню.

Потенціал електроенергетики України становлять 44 потужних ТЕС (найбільші Вуглегірська, Запорізька, Криворізька). ТЕС на Україні забезпечують виробництво до 39% електроенергії. 26% забруднень атмосфери - це забруднення, що дає теплова енергетика. На кожну КВт/год. Виробленої електроенергії в атмосферу поступає (залежно від виду палива) від 6 до 8 г сульфуру, 0,7 - 2,7г твердих часточок, 1 - 3,5г оксиду нітрогену.

Значний вклад в забруднення атмосферного повітря в Україні вносять хімічна і нафтохімічна промисловість, промисловість будівельних матеріалів, гірничодобувна промисловість, транспорт.

Щорічно по всій Україні в атмосферу потрапляє до 20 млн тон шкідливих речовин. На території України функціонує 1500 підприємств, які викидають в атмосферу шкідливі речовини. Загальна кількість відходів щороку збільшується на 12 млн тон.

Найбільший внесок у викиди сірчистого ангідриду дають підприємства енергетики, чорної металургії та вугільної промисловості; їхня частка складає 80% викидів. Ці підприємства дають і 72% викидів окислів азоту.

У викиди вуглеводнів найбільший внесок дають підприємства хімічної, нафтохімічної і газової промисловості (42%).

Більше третини загального обсягу шкідливих викидів дає автотранспорт - 6,5 млн тон на рік.

Найбільш забруднене атмосферне повітря в Донецькому і Придніпровському регіонах, а також навколо обласних центрів. Так а атмосферу Донецької області потрапляє 40% всіх викидів в атмосферу України. Середня забрудненість атмосфери області в 7 разів перевищує середній показник по Україні, а у Маріуполі, Макіївці, Єнакієве, Горлівці - у 200 разів. Рівень забруднення атмосфери тут класифікується як небезпечний і надто небезпечний.

На Донецьку область припадає майже 50% відходів вугледобувної промисловості, 40% металургійних шламів і більше 30% золошламовідходів.

Високе забруднення навколишнього середовища, особливо атмосферного повітря, перетворило Донецьку, Луганську і Дніпропетровську області в ареали найбільш високого в світі забруднення природного середовища.

В Миколаєві, як і в інших промислових містах викиди забруднюючих речовин в повітря сконцентровані над промисловими підприємствами. В 1995 р. 19 найбільших підприємств Миколаєва викинули в атмосферу 15,2 тис.тон забруднюючих речовин, що становило 87% всіх забруднюючих речовин.

В зв'язку з зменшенням за останні роки об'ємів промислового виробництва промислові викиди в атмосферу значно зменшилися (68 кг/людину в 1991 р. і 28,4 кг/людину в 1995 р.). В Миколаївському районі на одну людину припадає 120 кг в рік (за рахунок Ольшанського цементного заводу), в Первомайську - 55, у найбільш чистому Березанському районі - 2 кг/людину в рік.

В Миколаєві швидко зростає кількість автотранспорту ( за останні 10 років кількість автомобілів збільшилася в 5 разів). Автомобільний транспорт став основним джерелом забруднення атмосферного повітря міста.

Якщо характеризувати екологічний стан повітря Миколаєва комплексним індексом забруднення атмосфери, то він на цей час значно нижчий в порівнянні з середнім показником по Україні.

Охорона та використання атмосферного повітря в нашій країні регулюються законом України «Про охорону атмосферного повітря» від 16 жовтня 1992 року та ще 10 правовими положеннями і інструкціями.

Для контролю за якістю атмосферного повітря за станом його забруднення в нашій країні користуються гранично допустимими концентраціями (ГДК). ГДК установлені на основні шкідливі речовини в повітрі промислових підприємств і в атмосферному повітрі. Для визначення ступеня забруднення повітря хімічними речовинами визначені в кожному конкретному випадку концентрації порівнюють з їх ГДК. ГДК дають також можливість сформулювати вимоги до очисних споруд і їх можна розглядати як один із засобів запобігання надмірному забрудненню.

З метою стабілізації стану повітряного середовища та поліпшення якості повітря в країні передбачається розробити стандарти якості повітря, пов'язавши їх з міжнародною системою стандартів. Передбачається також створити нову систему екологічного нормування. Будуть введені технологічні стандарти і нормативи для забруднювальних речовин викидних газів з урахуванням можливостей новітніх технологій.

Важливим нормативом, який дає можливість попередити надмірне забруднення атмосфери, є гранично допустимий викид (ГДВ).

Всі заходи, направлені на попередження забруднення атмосфери, можна розділити на 3 групи: планувальні, технологічні та санітарно-технічні. Планувальні заходи передбачають розміщення промислових підприємств з урахуванням рози вітрів, додержання розмірів санітарно-захисних зон, планування взаємного розміщення виробничих приміщень і т.п.

Технологічні заходи передбачають застосування по можливості малотоксичних речовин, безвідходних технологій, герметизацію технологічних процесів, автоматизацію і механізацію погрузо-розгрузочних робіт, тощо.

Санітарно-технічні заходи передбачають недопущення викиду в атмосферне повітря хімічних речовин, що утворилися. Це може бути досягнуто вловлюванням шкідливих речовин на місці їх утворення, або очисткою повітря перед викидом його в атмосферу.

Екологічний стан водойм України

До водного фонду України належать:

- Поверхневі води (природні водойми - озера, річки, струмки; штучні водойми - ставки, водосховища, канали);

- Підземні води та джерела ;

- Внутрішні морські і територіальні води.

Річковий стік України становить близько 84 млрд. куб.м, у маловодні роки він знижується до 50 млрд.куб.м. По території України стік розподілений нерівномірно. 70% стоку припадає на південно-західний регіон, який становить 45% всієї території і в якому проживає 40% населення. На Донецько - Придніпровський і Південний регіони (55% території і 60% населення), де зосереджені найбільш водомісткі підприємства народного господарства, припадає всього 30% стоку. За запасами місцевих ресурсів річкового стоку на душу населення Україна посідає одне з останніх місць у Європі ( на одного жителя припадає 1,0 тис.куб.м, у Європі - 4,6 тис.куб.м).

В Україні 3039 річок, близько 22000 малих річок, на берегах яких розміщено майже 90% населених пунктів. Майже всі річки несуть свої води до Чорного і Азовського морів і тільки 4% - до Балтійського..

Найбільшими прісноводними водоймами України є ріки Дніпро та Дністер, в басейнах яких проживає близько 80% населення. Ці ріки впродовж тривалого часу мали високу біологічну продуктивність, а їх природні ресурси споживали мільйони людей.

Дніпро - третя за довжиною і площею басейну річка Європи (після Волги і Дунаю). Її басейн займає 65% площі України, загальна довжина - 2201 км (в Україні - 1205). З Дніпра п'ють воду майже 30 млн жителів України. Вода, що досягає південних територій України, потрапляє на поля зрошення значно забрудненою важкими металами, радіонуклідами, нітратами, фосфатами та ін.. Для потреб промисловості і сільського господарства з Дніпра щороку відбирають до 15 млрд.куб.м води і скидають в нього близько 10 млрд.куб.м неочищених стічних вод. Значної шкоди Придніпров'ю завдало будівництво ГЕС та водосховищ, в результаті чого режим Дніпра наблизився до застійного. Різко зменшився водообмін і створилися застійні зони. Ріка втратила здатність самоочищатися. З дощовими і талими водами в Дніпро потрапляє близько 500тис.т сполук нітрогену, 1 тис. т - заліза, 40 тис.т фосфорних і 20 тис.т калійних добрив, 40 т нікелю, 2 т міді, 0,5 т хрому.

Більшість приток Дніпра забруднені переважно амонійним і нітратним азотом, фенолами, нафтопродуктами та сполуками важких металів. Найвищий рівень забруднення встановлено у воді річок Тур'я, Мокра Московка, особливо сполуками міді і цинку, максимальні концентрації яких перевищують ГДК у 20 - 30 разів. Високий вміст міді і мангану спостерігається у воді Десни, Горині, Тетерева.

У басейні ріки Дунай маємо високе забруднення води нітратним азотом, сполуками цинку, мангану, нафтопродуктами.

Води ріки Дністер дуже забруднені нітратним азотом (до 20 ГДК), сполуками міді (до 80 ГДК), мангану (до 60ГДК). Особливо забруднені притоки Дністра.

Аналіз ситуації з забрудненням річок України показав, що малі річки забруднені більше, ніж великі. Це пояснюється не тільки їхньою малою водністю, а й недостатньою охороною їх. Найбільш забруднені Південний Буг, річки Донецької і Луганської областей, Чорноморського узбережжя півдня України. Малі річки України мають невисоку стійкість і низький потенціал самоочищення.

З невеликим обсягом водних ресурсів на душу населення в Україні пов'язано створення ставків і водойм, що спричинило зникнення малих річок, затоплення значних територій родючих земель. Створення на Дніпрі каскаду електростанцій і водосховищ зумовило спрямлення його русла, зменшення у 8 - 10 разів швидкості течії та інтенсивності процесів самоочищення, підняття рівня грунтових вод, зникнення цінних порід риб, що віддавали перевагу швидкій течії, забруднення води гниючими органічними рештками стоячих вод.

Для забезпечення населення та народного господарства водою в Україні збудовано близько 1100 водосховищ загальним об'ємом 55 млрд.куб.м, 7 великих каналів, які подають воду у маловодні регіони України (Донбас, Крим). В басейні Дніпра побудовано 6 ГЕС та водосховищ, які затопили майже 700 тис. га землі. Водосховища на Дніпрі стали акумуляторами забруднюючих речовин. Надзвичайно небезпечним є радіаційне забруднення донних відкладів, особливо Київського водосховища. У намулах Дніпродзержинського та Дніпровського водосховищ накопичуються значні кількості заліза, важких металів, фенолу та нафтопродуктів. Київське, Канівське й Дніпродзержинське водосховища забруднені нітратним та амонійним азотом (до 16ГДК). Максимальні концентрації міді спостерігаються в Дніпродзержинському водосховищі (до 110 ГДК), у Канівському водосховищі - цинку (до 140ГДК).

У надзвичайно незадовільному стані перебуває Азовське море, Погіршення екологічної ситуаціі зумовлене будівництвом гребель і водосховищ на річках Дон і Кубань, впровадженням зрошувального землеробства та рисосіяння в прибережних районах, облаштуванням великих водозаборів у басейнах Дону і Кубані. За цих причин Азовське море щорічно недоотримує 10 - 15 куб.км прісної води. Зростання забруднення навколишнього середовища викидами хімічної та металургійної промисловості (Ростов, Таганрог, Маріуполь, Донецьк), змив пестицидів з полів та будівництво численних баз відпочинку також сприяли погіршенню екологічного стану.

У Чорному морі поступово піднімається до поверхні межа насичених гідрогенсульфідом глибинних вод. Значно погіршилася якість води в Дніпровському і Дністровському лиманах. Шельфові води Чорного моря забруднюються незадовільно очищеними стічними водами міст, розташованих на узбережжі.

У Чорному і Азовському морях відкриті нові родовища нафти, природного газу, поклади залізних, титанових і цирконієвих руд.. З початком видобутку цих корисних копалин ще більше зросте ймовірність виникнення кризових екологічних ситуацій.

У 1983 - 1985 та 1995 - 1997 роках Центральною СЕС МОЗ України проведено вивчення стану водних об'єктів України. Оцінка якості води проводилася за органолептичними, токсикологічними, загальносанітарними та бактеріологічними показниками. Для водомірних постів України переважають помірно забруднені води, тобто умовно чисті. Екологічно чиста вода виявлена в Закарпатській, південній частині Вінницької, на південному сході Харківської та заході Одеської областей, а також у південно-західній частині Криму. Підвищена забрудненість води відмічена у Львівській, Одеській, Запорізькій, Дніпропетровській та Донецькій областях. Дуже висока забрудненість вод на значній території Херсонської області

В Миколаївській області на водомірних постах р.Південний Буг і р.Інгул, де облаштовані водозабори для централізованого господарсько-питного водопостачання населених пунктів вода відповідає вимогам до якості води водойм першої категорії. В межах міста Миколаєва, де ці річки відносяться до водойм другої категорії, відбувається сильне забруднення води неочищеними стічними водами міської каналізації, про що свідчить сильне бактеріальне забруднення води і навіть присутність у воді збудників інфекційних захворювань.

Ще однією проблемою України є забруднення підземних вод, куди забрудники потрапляють зі звалищ промислових та побутових відходів, у разі протікання нафтопродуктів, при бурінні свердловин, будівництві метро. У південних регіонах країни розташовано 800 накопичувачів промислових стоків, які забруднюють водоносні горизонти. Значною мірою впливає на якість підземних вод забруднення поверхневих вод. Незадовільний якісний стан підземних вод на півдні України: в Одеській, Миколаївській, Херсонській і Запорізькій областях та в Криму. Понаднормове забруднення пестицидами спостерігається у Вінницькій, Житомирській, Луганській та Миколаївській областях. Нітратне забруднення відмічається практично на всій території України, за винятком її західних областей.

Контроль і управління якістю води

Контроль і управління якістю води є одним із засобів санітарної охорони водойм від антропогенних забруднень та забезпечення раціонального використання водних ресурсів.

Ступінь допустимого забруднення води у водоймах, що визначається її фізичними властивостями і здатністю до нейтралізації домішок та самоочищення, розглядають як гранично допустиме навантаження на водойму (ГДН). Відповідно до регламенту водокористування «Правила охорони поверхневих вод від забруднення стічними водами» допустиме навантаження на водойму (С_доп.) визначається як різниця між установленим нормативним навантаженням та існуючим (С_існ.).

Склад і властивості води у водоймах мають відповідати нормативам у створі на відстані 1 км вище від найближчого водокористувача.

Як і для атмосферного повітря, для води встановлено нормування якості. Принцип тут пов'язаний з категорією водойми. Для водойм першої категорії (вода яких використовується для централізованого водопостачання), для водойм рибогосподарських встановлені окремо ГДК хімічних речовин.

Показником органічного забруднення води є БСК (біологічне споживання кисню) та ХСК (хімічне споживання кисню), а також кількість розчиненого у воді кисню.

Для попередження забруднення водойм проводять різні водоохоронні заходи. Водоохоронними називають заходи, вжиття яких забезпечує дотримання норм якості води у водоймах. Розрізняють три напрями водоохоронних заходів (планувальні, технологічні і санітарно-технічні) та 5 основних видів - юридичний, організаційний, екологічний, економічний і технічний.

Планувальні заходи передбачають відповідне розташування різних підприємств, щоб унеможливити забруднення ними водойм, технологічні заходи передбачають різні технологічні вдосконалення, направленні на зменшення, або на повну відсутність скиду стічних вод у водойми і санітарно-технічні заходи передбачають організацію очистки стічних вод, облаштування оборотного водопостачання і т.п. Основна нормативна вимога до якості води у водоймі - вміст забруднювальних речовин не повинен перевищувати їх ГДК.

Всі питання водокористування та охорони водних ресурсів України регулюються Законом України «Про охорону навколишнього природного середовища України» від 25.06.91 р., «Водним Кодексом України» від 6.06.95р. та рядом підзаконних актів, а також Міжнародними конвенціями «Конвенція про водно-болотні угіддя, що мають міжнародне значення, головним чином як середовище існування водоплавних птахів» від 2.02.71р. , «Конвенція про захист Чорного моря від забруднення» від 21.04.1992р.

Стан земельного фонду України

Загальний земельний фонд України становить 60 млн га і представлений переважно різновидами чорноземів, які займають 57% всіх сільськогосподарських угідь і становлять 68% орних земель. У середньому на одного мешканця України припадає 0,8 га сільськогосподарських угідь.

Найбільше природне багатство України - чорноземи. Вони складають майже 50% світового запасу чорноземів.

Протягом 50 - 60 років було необґрунтовано розорано 2 млн га малопродуктивних природних угідь та схилових земель. Розораність земель в Україні досягла 81%, тобто 57% всієї території. Лише 8% земель України перебуває нині у природному стані (болота, озера, гірські масиви, покриті та непокриті лісом). Змінилося екологічно допустиме співвідношення між площами ріллі, природних угідь, лісових і водних ресурсів. Це негативно вплинуло на стійкість агроландшафту, посилилися ерозійні процеси. Так площа еродованої ріллі за останні 25 років збільшилася на 33%, вміст гумусу зменшився з 3,5% до 3,2%.

Майже 50% урожаю сільськогосподарських культур вирощується на грунтах, оброблених хімічними добривами та пестицидами. В Україні накопичено 12 тисяч тонн непридатних і заборонених пестицидів. Великої шкоди грунтам України завдала необґрунтована меліорація, результатом чого є підтоплення 50 тис.га орних земель.

Найбільш інтенсивно забруднені сільськогосподарські угіддя пестицидами хлорорганічними, а найвищий рівень забруднення грунтів спостерігається в Констянтинівці, Маріуполі та Алчевську.

Будівництво свердловин, шахт та кар'єрів пов'язане з відчуженням родючих земель, зміною природних ландшафтів та погіршенням екологічної ситуації. В Україні щороку відводиться близько 5 - 7 тисяч га земель для складування відходів та створення шламонакопичувачів. Обсяг накопичених відвальних порід, відходів енергетики та промисловості перевищує 20 млрд. тон, ними зайнято 130 тис. угідь.

Великої гостроти в нашій країні набула проблема радіоактивних відходів. На атомних електростанціях накопичено тисячі тон відпрацьованого ядерного палива, десятки тисяч кубометрів рідких радіоактивних відходів. У промисловості, сільському господарстві, медицині та наукових закладах накопичено більше 100000 відкритих та закритих радіоактивних джерел. Понад 70 млн куб.м радіоактивних відходів зосереджено у відвалах та хвостосховищах уранової, гірничодобувної та переробної промисловості.

Із Чорнобильською аварією пов'язана величезна кількість радіоактивних відходів, точний обсяг яких ще не визначений. В зоні радіоактивного забруднення нині знаходиться територія 11 областей України з загальною площею 3,7 млн га.

Стан навколишнього природного середовища значною мірою визначається рівнем лісистості та якісним станом лісів. Україна - малолісна країна (лісистість території становить 14%). Площа земель лісового фонду становить 9,9 млн га, в тому числі вкрита лісом - 8,6 млн га. За останні 50 років лісистість збільшилася на 4%, але ліси розташовані нерівномірно.

Ліси в Україні інтенсивно експлуатуються, гинуть від промислових викидів і пожеж, внаслідок недбалого відведення земель під вирубку та різного будівництва. Протягом останнього десятиріччя в Україні загинуло від промислових викидів 2,5 тис.га лісових насаджень. Радіаційного забруднення зазнали 3,5 млн. га лісів внаслідок аварії на Чорнобильській АЕС.

Вирубка лісового фонду в нашій країні перевищує його відновлення. Дуже гострою залишається проблема самовільних рубок лісів. Тільки в Карпатському регіоні у 2002 році їх обсяг становив понад 32 тис. куб.м.

Обсяги захисного лісорозведення не забезпечують повного заліснення непридатних для сільськогосподарського виробництва земель. Недостатніми залишаються обсяги робіт щодо створення полезахисних лісових смуг.

Роль права у регулюванні взаємовідносин суспільства і природи полягає у встановленні науково обґрунтованих правил поведінки людини щодо природи. Найбільш суттєві правила такої поведінки закріплюються державою в законодавстві і стають загальнообов'язковими для виконання та дотримання нормами права, які забезпечуються державним примусом у випадку їх невиконання.

Природоресурсне законодавство України включає Земельне законодавство, яке складається із Земельного кодексу України, декількох законів, указів Президента, постанов КМ, Лісове законодавство, до якого входить Лісовий кодекс України, закони, правила, інструкції - всього 22 документа.

Серйозною вадою чинного природоохоронного законодавства на сьогодні є той факт, що формувалося воно за поресурсною ознакою. Такий підхід не забезпечив комплексності в регулюванні відносин щодо природного середовища як єдиного організму.

Модуль 3. Стратегія і тактика збереження та стабільного розвитку життя на Землі

Програма навчальних елементів третього змістового модуля

№	Навчальні елементи змістового модуля	Форма занять	Кількість годин
1.	Тема: Основні екологічні закони, правила, принципи.	Практичні самостійна	2 години 1 година
2.	Тема:Раціональне природокористу-вання та охорона природного середовища.	Самостійна Індивідуальна	3 години 1 година
3.	Тема:Філософсько-екологічна методологія збереження життя на Землі. Ноосфера і стратегія гармонійного розвитку.	Лекції Самостійна Індивідуальна	2 години 3 години 2 години
4.	Тема: Екологічне право, юридичні аспекти взаємодії суспільства та природи. Державне управління в галузі охорони довкілля. Екологічна освіта та екологічне виховання.	Лекції Самостійна	2 години 2години
		В с ь о г о	18 годин

Тема: Основні екологічні закони, правила, принципи.

Мета: Допомогти студенту зрозуміти сутність і значення основних екологічних законів, правил, принципів, що діють в природі і виховати відповідне ставлення до довкілля в повсякденній діяльності і побуті.

У 1994 р. М.Реймерс виділив близько 250 законів, закономірностей, принципів і правил, якими користується сучасна екологія. Основні із них:

1. Закон константності живої речовини в біосфері (В.І.Вернадський): кількість живої речовини (біомаса всіх організмів) біосфери для конкретної екологічної епохи є сталою.

2. Закон обмежувальних чинників (закон Лібіха): навіть єдиний чинник за межами свого оптимуму викликає стресовий стан організму, а поза межами стійкості - загибель.

3. Закон мінімуму (Ю.Лібіх): біотичний потенціал (життєздатність, продуктивність організму, популяції, виду) лімітується тим з екологічних чинників середовища, який перебуває в мінімумі, хоча інші умови сприятливі.

4. Закон максимізації енергії та інформації в еволюції: найкращі можливості на самозбереження має та система, яка найбільшою мірою сприяє надходженню, виробленню й ефективному використанню енергії та інформації.

5. Закон необоротності еволюції (Л.Долло): еволюція незворотна; організм, популяція, вид не можуть повернутися до попереднього стану.

6. Закон оптимальності: будь-яка система з найбільшою ефективністю функціонує в певних характерних для неї просторово-часових межах.

7. Закон толерантності (В.Шелфорд): чинники середовища, які мають у конкретних умовах песимальне (несприятливе, як надмірне так і недостатнє) значення обмежують можливості існування виду у даних умовах, всупереч і не зважаючи на оптимальний збіг інших чинників.

8. Закон розвитку системи за рахунок довкілля: будь-яка система може розвиватися лише за рахунок матеріально-енергетичних та інформаційних можливостей навколишнього середовища; абсолютно ізольований саморозвиток неможливий.

9. Закон біогенної міграції атомів (В.І.Вернадський): міграція хімічних елементів в біосфері та в інших геосферах здійснюється або з безпосередньої участі живої речовини, або ж відбувається в середовищі, геохімічні особливості якого зумовлені живою речовиною, як сучасною, так і тією, що функціонувала на Землі в минулі геологічні періоди.

10. Закон максимуму: для біосфери кількісні зміни екологічних умов не можуть збільшити біологічну продуктивність екосистеми, чи господарську продуктивність агросистеми понад речовинно-енергетичні ліміти, які визначаються еволюційними властивостями біологічних об'єктів та їх співтовариств.

11. Закон послідовності проходження фаз розвитку: для природної екосистеми фази розвитку можуть проходити лише в еволюційно закріпленому порядку, зазвичай від простого до складного.

12.Закон фізико-хімічної єдності живої речовини (В.І.Вернадський): вся жива речовина Землі фізико-хімічно єдина. Шкідливе для однієї частини живої речовини не може бути байдужим для іншої. Будь-які фізико-хімічні агенти смертельні для одних організмів, шкодять і іншим.

Об'єднавши по кілька найважливіших закономірностей і екологічних особливостей природи американський еколог Б.Коммонер (1974) сформулював свої чотири, так звані, закони, або аксіоми:

1. Все пов'язано з усім. Ця аксіома підтверджує всезагальність зв'язків між об'єктами і явищами у природі та в людському суспільстві. Важливі наслідки .

2. Все повинно кудись діватися. Свідчить про кругообіг, про закон збереження в природі.

3. Ніщо не дається задарма. (Ми бачимо якою ціною дається людству науково-технічний прогрес і його втручання в довкілля).

4. Природа знає краще: свідчить про незрівняні переваги природних конструкцій над людськими. Все створене природою пройшло надзвичайно жорсткий конкурс на місце в біосфері впродовж тисяч і мільйонів років природного добору та адаптації. При цьому головним критерієм цього добору була вписаність у глобальний біотичний колообіг.