Экология водного транспорта
Покупка
Основная коллекция
Год издания: 2009
Кол-во страниц: 236
Дополнительно
Изложены основы общей и социальной экологии, специфические особенности экологии водного транспорта. Описаны глобальные экологические проблемы; характер антропогенного воздействия на окружающую среду водного транспорта; организация обеспечения экологической безопасности функционирования водного транспорта; особенности загрязнения водной акватории нефтью.
Предназначен для студентов Юридического института академии (Направление подготовки 030500.62 «Бакалавр юриспруденции», Специальность 030501.65 «Юриспруденция»), изучающих современную экологическую ситуацию на водном транспорте в рамках дисциплин: общая и прикладная экология, природопользование и охрана окружающей среды. Кроме того, он будет полезен других факультетам академии, изучающим особенности экологии водного транспорта.
Тематика:
ББК:
- 201: Человек и окружающая среда. Экология человека. Экология в целом. Охрана природы
- 394: Водный транспорт
УДК:
- 574: Общая экология. Биоценология. Гидробиология. Биогеография
- 627: Водные пути и порты. Водохранилища
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 26.03.01: Управление водным транспортом и гидрографическое обеспечение судоходства
- 40.03.01: Юриспруденция
- ВО - Специалитет
- 26.05.04: Применение и эксплуатация технических систем наводных кораблей и подводных лодок
- 26.05.05: Судовождение
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА В.К. Новиков ЭКОЛОГИЯ ВОДНОГО ТРАНСПОРТ А Альтаир-МГАВТ МОСКВА 2010
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА В.К. Новиков ЭКОЛОГИЯ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА Курс лекций Альтаир-МГАВТ МОСКВА 2010
Учебно-теоретическое издание Василий Константинович Новиков ЭКОЛОГИЯ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА Курс лекций Компьютерная верстка Михайлик Е.В. Подписано в печать……………..2009 г. Формат 60 х 90. Объем п.л. Заказ №……........Тираж 70 экз. Московская государственная академия водного транспорта 117105, г. Москва, Новоданиловская набережная, д. 2, корп. 1
В.К. Новиков Экология водного транспорта. Курс лекций. – М.: МГАВТ, 2009. – 236 с. Изложены основы общей и социальной экологии, специфические особенно сти экологии водного транспорта. Описаны глобальные экологические проблемы; характер антропогенного воздействия на окружающую среду водного транспорта; организация обеспечения экологической безопасности функционирования водного транспорта; особенности загрязнения водной акватории нефтью. Предназначен для студентов Юридического института академии (Направ ление подготовки 030500.62 «Бакалавр юриспруденции», Специальность 030501.65 «Юриспруденция»), изучающих современную экологическую ситуацию на водном транспорте в рамках дисциплин: общая и прикладная экология, природопользование и охрана окружающей среды. Кроме того, он будет полезен других факультетам академии, изучающим особенности экологии водного транспорта. Рецензент – доцент кафедры Физики и химии МГАВТ, кандидат технических наук, доцент Г.П. Попов. Рекомендовано к изданию Учебно-методическим советом МГАВТ Рассмотрен и рекомендован к изданию на заседании кафедры Физики и химии МГАВТ (протокол от 7 сентября 2009 г. № 1). Ответственность за оформление и содержание передаваемых в печать материалов несут авторы и кафедры академии, выпускающие учебнометодические материалы. МГАВТ, 2009 Новиков В.К., 2009
ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Основные понятия и определения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Принятые сокращения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Лекция 1. Экология как наука, организмы и среда их обитания . . . 16 1. Предмет экологии, ее структура, задачи экологии . . . . . . . . 16 2. Возникновение и эволюция живых организмов . . . . . . . . . 24 3. Классификация живых организмов . . . . . . . . . . . . . . . . 30 4. Основные среды жизни организмов . . . . . . . . . . . . . . . . 31 5. Экологические факторы среды. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 6. Закономерности действия экологических факторов на живые организмы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 Контрольные вопросы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Лекция 2. Экологические системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 1. Состав, структура и разнообразие экосистем . . . . . . . . . . . 43 2. Трофические взаимосвязи в экосистемах. . . . . . . . . . . . . . 55 3. Основные законы и принципы экологии . . . . . . . . . . . . . . 58 4. Глобальные проблемы окружающей среды. . . . . . . . . . . . 64 4.1. Загрязнение атмосферы парниковыми газами. . . . . . . . 64 4.2. Истощение озонового слоя . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 4.3. Кислотные осадки. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 4.4. Загрязнение природных вод . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 4.5. Энергетическая проблема. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 4.6. Проблемы народонаселения и продовольствия . . . . . . . 73 Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 Лекция 3. Экология и здоровье человека . . . . . . . . . . . . . . . . 78 1. Экологические факторы и здоровье человека . . . . . . . . . . 78 2. Влияние химических загрязнителей на организм человека . . . 81 3. Влияние физических загрязнителей на организм человека . . . 4. Влияние биологических загрязнителей на организм человека . 87 91 5. Природно-экологические факторы и здоровье человека. . . . . 94 6. Социально-экологические факторы и здоровье человека . . . . 96 7. Гигиена и здоровье человека. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 8. Экологическая обстановка на судах и ее влияние на здоровье экипажа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 Лекция 4. Особенности влияния водного транспорта на загрязнение окружающей среды, международные и национальные требования в области предотвращения загрязнения водной среды 110 1. Загрязнение водной среды с судов и морских сооружений, возможные меры по его предотвращению . . . . . . . . . . . . 110 2. Загрязнение атмосферы с судов и морских сооружений . . . . 116
3. Загрязнение акваторий портов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 4. Международные нормативные и рекомендательные докумен ты в области предотвращения загрязнения водной среды . . . 125 5. Российские законодательные акты и нормативные документы в области предотвращения загрязнения водной среды . . . . . 127 6. Требования Международной конвенции МАРПОЛ-73/78 и Российского Морского Регистра Судоходства по предотвращению загрязнения с судов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 7. Нормативные требования к качеству обработки загрязненных сточных и нефтесодержащих вод на судовых автономных станциях. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 Лекция 5. Предотвращение загрязнения водной среды нефтесодер жащими и балластными водами . . . . . . . . . . . . . . . . 139 1. Источники образования и состав нефтесодержащих вод . . . . 139 2. Методы и технические средства очистки нефтесодержащих вод . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 3. Порядок замера, регистрации и управления сбросом с судов нефтесодержащих вод . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 4. Балластные воды – источник распространения вредных вод ных организмов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 5. Нормативно-законодательная база управления водяным балла стом . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 6. Технические решения проблемы обработки балластных вод 158 Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160 Лекция 6. Предотвращение загрязнения водной среды сточными водами и мусором . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162 1. Состав и свойства судовых сточных вод . . . . . . . . . . . . . 162 2. Порядок сброса сточных вод с судов . . . . . . . . . . . . . . . 164 3. Методы и технические средства обработки сточных вод . . . . 165 4. Состав мусора, образующегося на судах . . . . . . . . . . . . . 169 5. Требования нормативных документов по предотвращению за грязнения водной среды сбросами отходов . . . . . . . . . . . 170 6. Установки для обработки и утилизации мусора . . . . . . . . . 174 Контрольные вопросы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 Лекция 7. Особенности загрязнения водной среды нефтью и его экологические последствия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180 1. Пути поступления нефти в водную среду и классификация масштабов ее разливов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180 2. Физико-химические и токсические свойства нефти . . . . . . . 182 3. Динамика поведения нефти на поверхности воды . . . . . . . . 189 4. Природные ресурсы морской акватории и побережья, чувстви тельные к воздействию нефтяного загрязнения . . . . . . . . . 195
5. Организация работ по ликвидации разливов нефти . . . . . . . 200 6. Технические средства для ликвидации разливов нефти в вод ной среде . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205 Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210 Лекция 8. Автономность плавания судов по условиям экологиче ской безопасности, организация и порядок утилизации судовых отходов и судов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212 1. Общие требования к судам по обеспечению автономности плавания по условиям экологической безопасности. . . . . . . 212 2. Порядок расчета автономности плавания судов по условиям экологической безопасности. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216 3. Структура и состав портовых приемных сооружений для судо вых отходов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220 4. Организация и порядок утилизации судовых отходов . . . . . . 223 5. Возможные пути и методы утилизация судов, выведенных из эксплуатации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225 Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229 Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
ПРЕДИСЛОВИЕ Стремительное расширение масштабов влияния человека на природу привело к тому, что экономическое и социальное развитие общества на совре менном этапе пришло в противоречие с ограниченными возможностями окру жающей среды (ОС). При этом высокая опасность для жизни и здоровья чело века из-за снижения качества ОС, риск крупных техногенных аварий и деграда ция природных экосистем становятся реальным препятствием для устойчивого социально-экономического развития России и требуют безотлагательных мер на всех уровнях. Проблема обеспечения экологической безопасности выходит за рамки дея тельности отдельных министерств и ведомств. Решением вопросов экологиче ской безопасности в настоящее время занимаются ученые, специалисты, госу дарственные и общественные деятели большинства государств мира. В решени ях Международной Конференции Организации Объединенных Наций по ОС и устойчивому развитию (1992) подчеркивалась настоятельная необходимость пе рехода мирового сообщества на путь экологически безопасного устойчивого раз вития общества. В противном случае человеку как биологическому виду грозит угроза исчезновения вследствие деградации природных экосистем, исчезновения многих видов животных и растений, загрязнения атмосферного воздуха, водных объектов, почвы, растительности, уменьшения природных ресурсов. В этих условиях требуется широкое просвещение всего населения по многочисленным и весьма разнообразным вопросам, касающимся жизнедея тельности человека, устройства природных сообществ и всей биосферы. В со ответствии с Федеральным законом «Об охране окружающей среды» (2002) экологическое образование является обязательной составляющей всеобщей ба зовой подготовки будущих специалистов различных отраслей экономики, в том числе и специалистов водного транспорта. В результате изучения дисциплины «Экология водного транспорта» сту денты академии должны знать:
– природоохранные законы и нормативные документы, регламентирую щие вопросы обеспечения охраны ОС, экологической безопасности и рацио нального природопользования; – основные причины и источники загрязнения и истощения ОС, особенно водных ресурсов и атмосферного воздуха, с которыми наиболее активно взаи модействуют суда и предприятия водного транспорта; – основы практического использования средств, применяемых для преду преждения и ликвидации загрязнений компонентов ОС от деятельности водно го транспорта; Кроме того, студенты должны уметь планировать мероприятия по охране ОС, анализировать причины нарушения экологического равновесия в ОС, а также разрабатывать технологические процессы, эксплуатировать суда и меха низмы, промышленные, портовые и судопропускные сооружения с соблюдени ем требований отечественного и международного законодательства в области охраны ОС. Издание данного курса лекций вызвано необходимостью удовлетворения в нем потребности студентов юридического института академии (Направление подготовки 030500.62 «Бакалавр юриспруденции», Специальность 030501.65 «Юриспруденция») и других факультетов академии в части экологического об разования. В курсе лекций на основе обобщения и анализа имеющихся литератур ных данных рассматриваются как элементы общей и социальной экологии, так и основы прикладной экологии, с учетом специфических особенностей дея тельности водного транспорта, приводящих к ухудшению экологической об становки в ОС, в особенности в гидросфере. Приведены особенности влияния водного транспорта на загрязнение ОС, международные и национальные требо вания в области предотвращения загрязнения водной среды. Достаточно по дробно изложен анализ особенностей предотвращения водной среды нефтесо держащими и балластными водами, сточными водами и мусором. Изложены особенности загрязнения водной среды нефтью и его экологические послед
ствия, автономности плавания судов по условиям экологической безопасности, организации и порядок утилизации судовых отходов и судов. Курс лекций рассчитан на формирование у студентов системы знаний, необходимых для правильного понимания вопросов обеспечения экологиче ской безопасности деятельности водного транспорта, а также на воспитание чувства ответственности у персонала за свои действия в деле сохранения ОС как среды собственного обитания. При подготовке курса лекций широко использованы материалы офици альных документов Российской Федерации и международных документов, учебников и учебных пособий различных авторов, приведенных по тексту кур са лекций или указанных в списке литературы. Автор выражает искреннею благодарность рецензенту кандидату техни ческих наук, доценту Г.П. Попову, доценту кафедры «Международного Мор ского и речного права», кандидату юридических наук Ю.И. Шуплецовой за ценные советы и рекомендации по улучшению содержания курса лекций, со трудникам кафедры Физики и химии И.А. Минаевой и С.А. Слуцкой за посто янные консультации и советы при подборе, обобщении и анализе исходных ма териалов, аспиранту кафедры А.А. Семенову за подборку материалов для лек ций 4, 5 и 7 и участие в их написании. Автор
Основные понятия и определения Абиотический фактор – все свойства неживой природы, прямо или кос венно влияющие на живые организмы (свет, температура, радиация, давление, влажность воздуха, солевой состав воды, рельеф местности и др.) [17]. Автономность плавания по условиям экологической безопасности – длительность эксплуатации судна без необходимости подхода к приемным устройствам для сдачи сточных вод, нефтесодержащих вод, мусора и других отходов [10]. Автотрофы – организмы, синтезирующие из неорганических веществ (главным образом воды, диоксида углерода, неорганических соединений азота) все необходимые для жизни органические вещества, используя энергию фотосинтеза (все зеленые – фототрофы) или хемосинтеза (некоторые бактерии – хемотрофы). Автотрофы – основные продуценты органического вещества в биосфере, обеспечивают существование всех других организмов [17]. Адаптация – приспособление строения и функций организмов (их попу ляций) к локальным условиям существования [17]. Анаэробы – организмы, способные жить в среде, лишенной свободного кислорода (микроорганизмы, моллюски и др.) [17]. Антропогенный фактор – фактор, который возникает в ходе непосред ственного (прямого) воздействия человека на что-то. Фактор, косвенно обязанный своим происхождением деятельности (настоящей и прошлой) человека [17]. Атмосфера – газовая оболочка Земли, состоящая из смеси различных га зов, водяных паров и пыли [17]. Аэробы – организмы, живущие только при наличии в среде свободного кислорода [17]. Безопасность окружающей среды – состояние защищенности ОС от вредных различных антропогенных и природных воздействий [15]. Биосфера – внешняя оболочка Земли, в которую входят: часть атмосфе ры высотой 25...30 км (до озонового слоя), практически вся гидросфера и верхняя часть литосферы, примерно до глубины 3 км. [17]. Биота – исторически сложившаяся совокупность организмов, обитающих на определенной территории [17]. Биохимическое потребление кислорода (БПК)- показатель загрязнения воды органическими соединениями, определяемый количеством кислорода, пошедшим за установленное время (обычно 5 сут.) в аэробных условиях на окисление загрязняющих веществ, содержащихся в единице объема воды. [17]. Биоценоз – совокупность растений, грибов, микроорганизмов, живот ных, имеющая определенный состав и сложившийся характер взаимоотношений со средой обитания и между собой [17]. Вещество загрязняющее – вещество или смесь веществ, количество и (или) концентрация которых превышает установленные для химических веществ, в том числе радиоактивных, иных веществ и микроорганизмов нормативы и оказывают негативное воздействие на ОС [14]. Вид – совокупность особей, способных к скрещиванию и образованию подвидового потомства, населяющих определенный ареол (область географиче
ского распространения), обладающих рядом общих морфо-физиологических признаков и типов взаимоотношений с абиотической и биотической средой, отдельных от других таких же групп особей практически полным отсутствием гибридных форм [17]. Водные экологические системы – основные экологические системы, существующие в водной сфере (гидросфере) [17]. Водный транспорт – транспорт, использующий естественные (океаны, моря, проливы, озера, реки) и искусственные (каналы, шлюзовые реки, водохранилища) водные пути для плавания по ним судов различных видов, перевозящих пассажиров и грузы [15]. Воды сточные – воды, сброс которых в водные объекты осуществляется после их использования или сток которых осуществляется с загрязненной территории [17]. Воды хозяйственно-бытовые – стоки от умывальников, ванн и шпига тов; стоки из прачечных; стоки от моек и оборудования камбузов и других помещений пищеблока [11]. Гетеротрофы – организмы, нуждающиеся для своего питания в органи ческом веществе, образованном другими организмами [17]. Гидросфера - водная оболочка Земли, включающая океаны, моря, реки, озера, подземные воды и ледники, снеговой покров, а также водяные пары в атмосфере. Г. Земли на 94 % представлена солеными водами океанов и морей, более 75 % всей пресной воды законсервировано в полярных широтах Арктики и Антарктиды [17]. Детрит – мелкие частицы остатков организмов и их выделений [17]. Детритные (сапрофитные) пищевые цепи – пищевые цепи, начинающи еся с отмерших остатков растений, трупов животных [17]. Детритофаги – организмы, питающиеся детритами [17]. Диоксид серы – SO2, бесцветный газ с резким запахом, один из главных загрязнителей атмосферы. Д. С. образуется при сжигании ископаемого топлива на предприятиях топливно-энергетического комплекса и в двигателях внутреннего сгорания, а также на предприятиях нефтехимического комплекса. Д. С. главная причина кислотных дождей [17]. Диоксид углерода – СО2, продукт окисления соединений, содержащих углерод. Д. У. образуется при дыхании организмов и при сжигании топлива, содержащего углерод, а также при извержении вулканов и выветривании карбонатных горных пород. При повышении концентрации Д. У. в атмосфере формируется парниковый эффект [17]. Добсона – единица измерения содержания озона в атмосфере, которая соответствует толщине озонового слоя, собранного отдельно и приведенного к нормальному атмосферному давлению 760 мм рт. ст. и нормальной температуре 0 °С. Одна единица Добсона соответствует 0.01 мм толщины этого слоя. Жесткость воды – свойство воды, обусловленное присутствием в ней ионов кальция и магния [17]. Живое вещество – по В.И. Вернадскому, это совокупность всех живых организмов современной биосферы [17].
Загрязнение окружающей среды – поступление в ОС вещества и (или) энергии, свойства, местоположение или количество которых оказывают негативное воздействие на ОС [14]. Зачистка судов – удаление из трюмов остатков ранее перевозимых гру зов. Зачистка судов может быть осуществлена мытьем трюмов, вентиляцией; в отдельных случаях для устранения стойких запахов трюмы обрабатываются паром. Зачистка судов нефтеналивных производится, если суда должны перевозить нефтепродукты других сортов [15]. Катастрофа экологическая – чрезвычайная экологическая ситуация с катастрофическими последствиями: 1) природная аномалия (длительная засуха, массовый мор скота и др.); 2) авария технического устройства (атомной электростанции, танкера и др.) [15]. Кислотный дождь – дождь и (или) снег, содержащий кислоты, образую щиеся в результате растворения в атмосферной влаге окислов серы, азота, хлористого водорода и др. промышленных выбросов. Попадание таких осадков в водоемы и почву приводит к гибели рыбы, резкому снижению плодородия сельхозугодий, прироста лесов и их усыханию [17]. Коли-индекс - количественный показатель бактериологического загрязнения воды и пищевых продуктов (главным образом фекального происхождения) [17]. Компоненты природной среды – земля, недра, поверхностные и под земные воды, атмосферный воздух, растительный, животный мир и иные организмы, а также озоновый слой атмосферы и околоземное космическое пространство, обеспечивающие в совокупности благоприятные условия для существования жизни на Земле [14]. Консументы – гетеротрофные организмы, главным образом, животные, питающиеся другими организмами или частицами органического вещества [17]. Литосфера - твердая оболочка Земли, толщина которой колеблется в пределах 50...200 км. Суша занимает около 29 % поверхности земного шара. Верхняя часть литосферы образует земную кору, толщина которой на континентах в пределах 50...75 км, под дном океанов – 5...10 км, а нижняя - верхнюю часть мантии Земли [17]. Льяльные воды – воды, образующиеся в машинных и котельных отде лениях кораблей и судов в результате протечек топлива, масла, воды из трубопроводов, спусков отстоя, протечек забортной воды через дейдвудное устройство, сальники, утечек топлива и масла при эксплуатации машин и механизмов [7]. Нефть - нефть в любом виде, включая сырую нефть, жидкое топливо, нефтесодержащие осадки, нефтяные остатки и очищенные нефтепродукты [МОРПОЛ -73/78]. Ноосфера (В.И. Вернадский) - это целостная планетная оболочка Земли (сфера разума, высшая стадия развития биосферы), населенная людьми и рационально преобразованная ими, в соответствии с законами сохранения и поддержания жизни, для гармоничного существования общества с остальными организмами [17].