Предмет, цели и задачи дисциплины «Основы экологии и энергосбережения», суть понятий «экология» и «энергосбережение»

1. Предмет, цели и задачи дисциплины «Основы экологии и энергосбережения», суть понятий «экология» и «энергосбережение».

     Существование человека неразрывно связано с определенными  условиями среды (температура, влажность, состав воздуха, качество воды, состав пищи и другие).

     Эти требования вырабатывались в течение  многих тысячелетий существования  человека. Понятно, что при резком изменении этих факторов или отклонении от нормы, требуемой организму, возможны нарушение обмена веществ и как крайний случай - несовместимость с жизнью человека. Невозможно охранять природу, пользоваться ею, не зная как она устроена, по каким законам существует и развивается, как реагирует на воздействие человека. Все это и является предметом экологии.

     Термин "экология" предложен в 1869 г. Э. Геккелем (немецкий естествоиспытатель). От греческого "ойкос"-дом, "логос" - наука.

     Как научная дисциплина экология имеет  более чем вековую историю. Систематические экологические исследования ведутся приблизительно с 1900 г. Основы экологии можно найти в научных трудах ученых прошлого века (Гумбольт, Ламарк, Северцев и др.). В развитие экологии значительный вклад внесли русские ученые Вавилов, Сукачев, Павловский, Шварц, Колесников и др. Особая заслуга принадлежит В. И. Вернадскому. В современном понимании экология - наука о взаимоотношениях между живыми организмами и средой их обитания. Кроме того экология классифицируется по конкретным объектам и средам исследования Выделяют экологию человека, животных, растений и микроорганизмов. В свою очередь эти группы можно исследовать на уровне особи или сообщества, а можно в воде, почве или атмосфере, в земных условиях или космических.

     Живые организмы обитают в условиях тропической, умеренной и полярной зон, а также в естественных, измененных или антропогенных (созданных человеком) системах, кроме этого можно учитывать  загрязненность или незагрязненность среды. Экология как наука основана на разных отраслях биологии (физиология, генетика, биофизика), связана с другими науками (физика, химия, математика, география, геология), использует их методы и термины. В связи с этим появились в последние годы понятия "географическая экология", "химическая экология", "математическая экология", "космическая экология", и "экология человека".

     Взаимоотношениями человека и машины в условиях промышленных предприятий занимается охрана труда. Задачи экологии как учебной дисциплины в техническом вузе гораздо уже. В процессе профессиональной деятельности будущий специалист инженер неизбежно будет влиять на окружающую среду и живущие в ней живые организмы. Следовательно, от того, насколько он понимает и владеет законами природы и ее структурой, будет зависеть устранение негативных последствий производства, в котором он работает. Таким образом, задачи экологии применительно к деятельности инженера промышленного производства или проектно-конструкторского предприятия  могут быть следующие:

     1)   Оптимизация технологических, и конструкторских решений, исходя из минимального ущерба окружающей среде.

     2)   Прогнозирование и оценка возможных отрицательных последствий действующих и проектируемых предприятий на окружающую среду.

     3) Своевременное выявление и корректировка технологических процессов, наносящих ущерб окружающей среде.

     4)  Создание систем переработки отходов промышленности.

     Учение  Вернадского о биосфере. Перед  современным обществом  стоит задача сохранить природные богатства сегодня и предупредить отрицательные последствия в будущем. Для этого необходимо изучить многообразные процессы, постоянно протекающие в природе. 

     Экология - это новый образ мышления. Каждый должен почувствовать себя ответственным  за поддержание хорошего качества окружающей среды и осознать, что экологический  выбор это главным образом  выбор политический. Должны быть изменены критерии ценностей. Наивысшие ценности для человека: чистый воздух, вода, пища, почва; многочисленный растительный и  животный мир; неиспорченные природные  ландшафты.

     Экология - это объединяющее начало всей разумной человеческой деятельности на Земле, способствующее нахождению рациональных решений в  ведении любой хозяйственной  деятельности человека.

     Итак, современная экология из строгой  биологической науки превратилась в обширный и еще окончательно не сформировавшийся комплекс фундаментальных  и прикладных дисциплин - называемые термином макроэкология.

     Задачей экологии на современном этапе является изучение количественными методами основ структуры и функционирования природных и созданных человеком систем, а также познание основных принципов круговорота органических и неорганических веществ и энергии в этих системах и их влияние на растительный и животный мир.

     Неоэкология - это наука и мировоззрение о выживании человеческого общества, это новый образ мышления.

     Главная цель экологии - разработка научных  основ спасения человечества и среды  его существования - биосферы планеты, рационального природопользования и охраны природы.

     Экологизация - процесс проникновения идей и проблем экологии в другие области знания.

     Окружающая  среда это внешний материальный мир, воздействующий на общество, это  пространство, подвергающееся влиянию  общества, которое в нем живет.

     Экология  как наука решает следующие задачи:

1. изучает принципы и законы, определяющие типы объединения организмов, динамику популяций и биогеоценозов во времени и пространстве;
2. исследует закономерности взаимоотношений различных групп организмов с факторами окружающей среды, влияние организмов и их комплексов на среду обитания с целью выяснить механизмы преобразования популяций;
3. изучает характер распределения растений и животных на планете, потоки вещества и энергии через отдельные трофические уровни и закономерности функционирования экосистем и биосферы в целом;
4. разрабатывает основы для рациональной эксплуатации биологических ресурсов, прогнозирует изменения природы в связи с деятельностью человека, дает рекомендации по управлению процессами, протекающими в природе;
5. разрабатывает биологические меры борьбы с сорняками и вредителями в связи со снижением эффективности инсектицидов и гербицидов и загрязнением ими природной среды;
6. изучает возможности создания безотходных технологий на промышленных предприятиях: рекомендует внедрять соответствующие системы для переработки отходов производства, например, путем создания систем оборотного водопотребления в процессе которого промышленные воды отстаиваются, очищаются и возвращаются в технологическую цепь, либо для исключения или сокращения технологических процессов, приводящих к образованию основного количества отходов.

     Таким образом, главная теоретическая  и практическая задача экологии заключается  в том, чтобы вскрыть закономерности биологических процессов и научиться  управлять ими в условиях все  возрастающего влияния человека на окружающую среду.

     Энергосбережение (экономия энергии) — реализация правовых, организационных, научных, производственных, технических и экономических мер, направленных на эффективное (рациональное) использование (и экономное расходование) топливно-энергетических ресурсов и на вовлечение в хозяйственный оборот возобновляемых источников энергии.

     Энергосбережение — важная задача по сохранению природных ресурсов.

     Расходование  энергии стало фактором, влияющим на экологию земли, что уже привело  к состоявшимся экологическим катастрофам (опустынивание, эрозия почв, уничтожение  видов растений и животных, «озоновые  дыры», парниковый эффект, концентрация СО₂ в атмосфере, отравление рек, водных бассейнов), которые заметно ухудшили среду обитания человека, и в обозримом будущем это может привести к ее полной деградации. В ХХ веке человечество израсходовало больше ресурсов, чем за весь период своего существования.

     Все виды ископаемого топлива выделяют используемое нами тепло и вредные  продукты сгорания – газообразные (СО, СО₂, окислы серы, азота и др.) и твердые (пылевидные и компактные). Процесс получения энергии из топлива негативно влияет на экологию атмосферы. Так возрастание содержания СО₂ вызывает климатические изменения – парниковый эффект¹, а уменьшение содержания О₂ – одна из причин образования «озоновых дыр»– окон, через которые опасные для всего живого ультрафиолетовые излучения достигают земли.

     Парниковый  эффект повышает среднюю температуру  планеты, смягчает различия между дневными и ночными температурами. В результате антропогенных воздействий содержание СО₂(и других газов, поглощающих в инфракрасном диапазоне) в атмосфере Земли постепенно возрастает. Это неблагоприятно влияет на климат и вызывает глобальное потепление. Не исключено, что усиление парникового эффекта в результате этого процесса может привести к глобальным изменениям климата Земли.

     Кроме глобального экологического воздействия  энергетики имеется местное влияние  на окружающую среду. К обеспечению  работы тепловой электростанции (ТЭС) привлекаются значительные природные  ресурсы - топливо, вода, реагенты, строительные материалы. При этом изменяются: сток рек, воздушные течения, подземная  фильтрация. Выброс больших масс теплоты  и влаги вызывает снижение солнечной  освещенности, образование низкой облачности и туманов, моросящих дождей, инея, гололеда, обледенения дорог и  конструкций.

     Отрицательное влияние на природные условия  оказывают золоотвалы - земля исключается из сельскохозяйственного оборота. Пыление золоотвалов приводит к гибели растений. Газопылевые выбросы ТЭС загрязняют атмосферу углекислотой, золой, оксидами азота, сернистой и серной кислотой, что вызывает коррозию сооружений и оборудования, уменьшает солнечное облучение территории.

     Продукты  распада расщепляющихся (радиоактивных) веществ являются особыми видами загрязняющих окружающую среду веществ. На первый взгляд, ядерное топливо  – это очень привлекательный  источник энергии, поскольку выделение  энергии тепла происходит без  вовлечения в этот процесс расходуемых  элементов атмосферы, и в идеале атомная электростанция – экологически чистый источник энергии. Практически  оказалось, что экологическая безопасность атомных электростанций (АЭС) относительна, зависит не только от соблюдения технологических  режимов, но и от надежности элементов  оборудования. Срок службы оборудования АЭС оказался по этой причине в 2-3 раза меньше расчетного, а демонтаж, замена элементов этого оборудования более дороги, чем сооружение новых станций. Практически не решена проблема захоронения радиоактивных отходов и изношенного оборудования радиоактивной зоны.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      59. Рациональное использование электрической и тепловой энергии в бытовых целях.

     Для того чтобы говорить о том, как  сэкономить тот или иной вид энергии, необходимо в первую очередь выявить  места, где это можно было бы сделать с наибольшей результативностью, а также оценить, сколько и каких видов энергии мы потребляем.

     Наиболее  энергоемким является зимний период года. Для отопления и горячего водоснабжения одной среднестатистической квартиры Минска общей средней площадью 51 кв. метр с 3,6 жителями в каждой в  течение года на тепловых станциях и котельных сжигается около 2 тонн нефти. Это непозволительно  много. Например, удельный расход тепловой энергии на отопление в странах  запада (благодаря более теплой зиме, лучшему утеплению зданий) на 40-50% ниже, чем у нас.

     Кроме того, каждая семья потребляет 100-150 кВт-ч электрической энергии в месяц или 1200-1800 кВт-ч в год.

     Основную  долю расходов, связанных с отоплением, горячим водоснабжением и электрообеспечением большинства жителей, государство брало на себя. Тем не менее, несмотря на то, что в прямом виде мы будем в дальнейшем, как и сейчас, недоплачивать за тепловую и электрическую энергию, все же в скрытом виде (в виде недополученной заработной платы, высоких налогов, высоких цен на повседневные товары и иных платежей) нам придется платить примерно 360 долларов на семью в год (это прямые затраты государства на энергообеспечение квартиры), если ЧТО-ТО не изменится.