Экология гражданской авиации

 

Загрязняющими отраслями  промышленности являются: целлюлозно-бумажный комплекс, нефтегазодобыча, машиностроение, металлообработка, металлургия, химическая, лесная, текстильная пищевая промышленность.

Степень загрязнения  морской воды принято характеризовать  классом качества с 1 по 7 с соответствующей оценкой от «очень чистая» до «чрезвычайно грязная». Морские воды Черноморского побережья от Анапы до Сочи характеризуются как загрязненные (IV класс) и умеренно загрязненные (III класс). Воды восточной части Финского залива Балтийского моря относятся к грязным (V класс) и очень грязным (VI класс).

Качество воды в большинстве  водных объектов России не отвечает нормативным  требованиям. Ежегодно растет число створов с высоким уровнем загрязнения (более 10 ПДК), есть случаи экстремально высокого загрязнения (более 100 ПДК). Учет сброса сточных вод и система их оценки пока не упорядочены. Так, коллекторно-дренажные воды с орошаемых земель условно относятся к категории нормативно чистых, хотя обычно они загрязнены ядохимикатами, соединениями азота и фосфора. Для достижения нормального качества такие условно «чистые» воды требуют разбавления в 10-50 раз.

Схема 3. Экологические последствия загрязнения мирового океана

 

Проблема загрязнения вод и различные аспекты, связанные с этим – наиболее тревожные вопросы ухудшения естественной среды. Последствия загрязнения вод можно считать наиболее опасными явлениями:

• многочисленные твердые загрязнения могут растворяться в воде,
• во взвешенном состоянии переноситься на огромные расстояния,
• вследствие гомогенности водной среды токсичные вещества оказывают воздействие на все организмы, обитающие ниже по течению,
• вода содержит относительно небольшое количество растворенного кислорода. В то время как даже сильно загрязненный воздух сохраняет квазипостоянную концентрацию этого газа, вода не обладает таким свойством. А кислород относится к лимитирующим экологическим факторам для большинства организмов как в пресных, так и в соленых водах. 

Пути решения проблем: снижение водоемкости, переход на замкнутое  оборотное водоснабжение, почвенная  биологическая очистка, использование  сточных вод на земледельческих  полях орошения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вопрос №4. Система мониторинга, основная цель ее создания, основные направления деятельности

 

Мониторинг (от monitory - предостерегающий) - это информационная система, созданная  с целью наблюдения, оценки и прогноза состояния окружающей среды. Здесь решаются три задачи: наблюдение, оценка, прогноз. Экологический мониторинг – многофункциональный процесс контроля за состоянием объектов экосферы, за источниками нарушений, экологического равновесия, моделирования и прогнозирования экологического состояния объектов экосферы, управления экологическими процессами.

Данное понятие утверждено Стокгольмской конференцией ООН  по природной среде в дополнение к термину «контроль».

Основная цель экологического мониторинга – обеспечение системы управления природоохранной деятельностью своевременной и достоверной информацией, которая позволяет: оценить показатели состояния и функциональной целостности экосистем и среды обитания человека; выявить причины изменения этих показателей, оценить последствия таких изменений и определить корректирующие меры; создать предпосылки для определения своевременных мер по исправлению негативных ситуаций.

Отсюда – основные функции мониторинга: наблюдение за источниками и факторами антропогенного воздействия на природную среду; наблюдение и оценка фактического состояния природной среды и прогноз изменений, происходящих в ней под влиянием природных и антропогенных факторов воздействия.

Классификация мониторинга  по типу загрязнения (глобальный, региональный, импактный, базовый), по способам наблюдения (авиационный, космический, дистанционный).

Таблица 2. Система наземного мониторинга окружающей среды

Ступени мониторинга	Объекты мониторинга	Характеризуемые показатели
Локальный	Приземный слой воздуха	ПДК токсинных веществ
	Поверхностные и грунтовые  воды, промышленные и бытовые стоки и различные выбросы	Физические и биологические  раздражители (шумы, аллергены и  другие)
	Радиоактивные излучения	Предельная степень  радиоизлучения
Региональный	Исчезающие виды животных и растений	Популяционное состояние  видов
	Природные экосистемы	Их структура и нарушения
	Агроэкосистемы	Урожайность
	Лесные экосистемы	Продуктивность насаждений
Глобальный	Атмосфера	Радиационный баланс, тепловой перегрев, состав и запыление
	Гидросфера	Загрязнение рек и  водоемов, водные бассейны, круговорот воды
	Растительный и почвенный  покровы, животное население	Характеристики состояния  почв, растительного покрова, животных, глобальные круговороты веществ.

Средства контроля: 1) функциональные (продуктивность, скорость изменения, круговорот веществ); 2) структурные (значения физических, химических, биологических параметров);

Другая классификация: 1) контактные методы (хроматография, полярография, кондуктометрия, кулонометрия, потенциометрия, ионометрия, колориметрия, рефрактометрия, люминесцентное измерение, терматография); 2) неконтактные (использование зондирующих полей).

Средства моделирования  и прогнозирования: 1) использование  фундаментальных законов; 2) установление законов функционирования экосистем; 3) имитационное моделирование.

Сложность осуществления мониторинга обусловлена, в частности законом коммутативности, по которому человек воздействует на окружающую среду в короткий промежуток времени в той же степени, которую природа создает в течении столетий и даже тысячелетий.

В системе мониторинга различают три уровня:

• санитарно-токсикологический - контроль за загрязнением окружающей природы и воздействием веществ на живые организмы;
• экологический – контроль за состоянием природных экосистем;
• биосферный – контроль состояния биосферы: уровень радиации, состояние озонового слоя, проблема парникового эффекта, и другое.

Глобальную систему  мониторинга биосферы осуществляет ГСМОС (глобальная система мониторинга окружающей среды) совместно с ВМО (Всемирная метеорологическая организация ООН), ВОЗ (Всемирная организация здравоохранения), ФАО (Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН), ЮНЕСКО (организация ООН по культуре, науке и образованию). Они ведут мониторинг состояния атмосферы, переноса загрязняющих веществ на большие расстояния, здоровья человека, Мирового океана, возобновляемых ресурсов суши. Для наблюдений используются около 40 сухопутных и 10 океанических базовых станций.

В Единую государственную  систему экологического мониторинга (ЕГСЭМ) РФ входят следующие организации: Министерство природных ресурсов РФ, Госкомэкология РФ, Росгидромет, Роскомзем, Рослесхоз, Роскомрыболовство, Госгортехнадзор, Госсанэпиднадзор и другие. Эти организации и службы государственного, производственного и общественного экологического контроля ведут наблюдение, учет природных объектов, отбор проб воздуха, вод, почвы, пищевых и технических продуктов и материалов для определения в них содержания загрязняющих веществ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вопрос № 5. Основные закономерности превращения энергии в природных экосистемах

 

Солнце дарит Земле  колоссальное количество энергии. Достигающее  биосферы излучение несет энергию  около 2,5 10²⁴ Дж в год. Только около 0,3% ее непосредственно преобразуется в процессе фотосинтеза в энергию химических связей органических веществ и только 0,1% оказывается заключенной в чистой первичной продукции (ЧПП). Дальнейшая судьба этой энергии обусловлена передачей органического вещества пищи по каскадам трофических уровней гетеротрофов.

В соответствии с законом пирамиды энергий, или правилом десяти процентов Р. Линдемана (1942), с каждой ступени на последующую переходит приблизительно 10% энергии. Чем больше таких ступеней, тем меньшая доля энергии достается конечному потребителю. На каждом последующем уровне при снижении количества энергии ее качество возрастает, то есть способность совершать работу единицы биомассы животного в соответствующее число раз выше, чем такой же биомассы растений.

 Пирамида энергии - пирамида, в которой представлено количество энергии, заключенной в каждом из трофических уровней экосистемы или количество проходящей через эти уровни энергии.

Участие разных групп организмов в  деструкции органики имеет похожую  градацию: около 90% энергии ЧПП освобождают микроорганизмы и грибы, менее 10% - беспозвоночные животные и менее 1% - позвоночные животные - конечные консументы. В соответствии с последней цифрой и сформулировано правило одного процента, согласно которому указанное соотношение является важнейшим условием стабильности биосферы. Другими словами, для биосферы в целом доля возможного конечного потребления чистой первичной продукции в энергетическом выражении не превышает одного процента. Это приблизительная оценка. Для отдельных экологических систем порог нарушения стационарного состояния эмпирически оценивается на уровне не выше 5-10% отклонения от нормального протока энергии (Реймерс, 1994).

Примером экологической пирамиды является трофическая цепь открытого моря, представленная планктоном и китами. Масса планктона рассеяна в океанической воде и, при биопродуктивности открытого моря менее 0,5 г/м² сут^-1, количество потенциальной энергии в кубическом метре океанической воды бесконечно мало в сравнении с энергией кита, масса которого может достигать нескольких сотен тонн. Как известно, китовый жир - это высококалорийный продукт, который использовали даже для освещения.

Классический пример экологической пирамиды представлен на схеме 4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Схема 4. Экологические пиpамиды чисел, биомассы и пеpедачи энеpгии по пищевой цепи (по Ю.Одуму)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вопрос № 6. Источники и особенности загрязнения  атмосферного воздуха в зоне аэропорта

 

Источники загрязнения атмосферного воздуха  в зоне аэропорта: выброс двигателями воздушных судов, выброс от наземных средств обслуживания воздушных судов, выброс при хранении и заливке топлива, испарение углеводородных топлив.

Суммарный выброс загрязняющих веществ двигателями самолетов  сравнительно невелик (для города, страны), в районе аэропорта эти выбросы  вносят определяющий вклад в загрязнение  среды. К тому же турбореактивные двигатели (так же как дизельные) при посадке и взлете выбрасывают хорошо заметный на глаз шлейф дыма.

Значительное количество примесей в аэропорту выбрасывают  и наземные передвижные средства, подъезжающие и отъезжающие автомобили. Согласно полученным оценкам, в среднем около 42 % общего расхода топлива тратится на выруливание самолета к взлетно-посадочной полосе (ВПП) перед взлетом и на заруливание с ВПП после посадки (по времени в среднем около 22 мин). При этом доля несгоревшего и выброшенного в атмосферу топлива при рулении намного больше, чем в полете. Помимо улучшения работы двигателей (распыление топлива, обогащение смеси в зоне горения, использование присадок к топливу, впрыск воды), существенного уменьшения выбросов можно добиться путем сокращения времени работы двигателей на земле и числа работающих двигателей при рулении (только за счет последнего достигается снижение выбросов в 3 - 8 раз).

В отработавших газах  содержаться токсичные соединения – окись углерода, альдегиды, углеводороды, в том числе полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), окислы азота и серы, а также нетоксичные составляющие – азот, кислород, вода, двуокись углерода и др. Всего более 1200 компонентов, из которых расшифровано не более 200 соединений. Одна из главных причин такого сложного состава отработавших газов – неполное сгорание, крекинг и пиролиз топлива, а также масел, попадающих в камеру сгорания.

Все многообразие компонентов  отработавших газов (ОГ) обычно сводится к шести группам: 1- азот, кислород, водород, водяной пар и углекислый газ СО₂ (содержание последнего в атмосфере не достигает уровня, вредного для здоровья; 2- окись углерода СО; 3- окислы азота NOx  (в ОГ из общего количества NОx на долю NO приходится 90% и более); 4-углеводороды СхНу – самая многочисленная группа веществ (наибольшую опасность представляют канцерогенные ПАУ, одним из характерных представителей которых является бенз(а)пирен С₂₀Н₁₂); 5 -альдегиды RCHO; 6-сажа, способная адсорбировать канцерогенные вещества.

Из всех приведенных составляющих лишь составляющие первой группы нетоксичны. Количественный и качественный состав отработавших газов зависит от типа двигателя, режима его работы, технического состояния, качества топлива.

Загрязнение воздушной  среды в окрестности аэропорта в основном определяется выбросом загрязняющих веществ двигателями самолетов. К числу неблагоприятных факторов воздействия загрязняющих веществ, выбрасываемых двигателями воздушных судов в зоне аэропорта, относятся токсичность оксида углерода (CO) и оксидов азота (NO_x), образование «смога» в результате фотохимических реакций в присутствии углеводородов и оксидов азота (NO_x).