Экология

Г. В. Стадницêий 

ЭКОЛОГИЯ 

Реêомендовано Федеральным аãентством 
по образованию Российсêой Федерации 
в êачестве учебниêа 
для студентов химиêо-технолоãичесêих 
и техничесêих специальностей 
высших учебных заведений 

Санêт-Петербурã, ХИМИЗДАТ  

2024 

УДК 574
      С 761 
ББК 57.026

Стадницêий Г. В. 

С 761        Эêолоãия: Учебниê для вузов. – 13-е изд., ñòåðåîòèï. – 
СПб: Химиздат, 2024. – 288 с.: ил. 
ISBN 978-5-93808-480-3

Последовательно изложены общие основы эêолоãии, в том числе 
êлючевые термины, понятия и наиболее важные заêоны. Приведены 
сведения о химии оêружающей среды, êруãоворотах веществ, вêлючая 
антропоãенный (ресурсный циêл). Поêазана связь между природопользованием 
и изменением эêолоãичесêой ситуации на планете, даются 
основы управления êачеством оêружающей среды, вêлючая 
принципы реãламентации содержания заãрязняющих веществ в атмосфере, 
воде и почве. 
Для студентов химиêо-технолоãичесêих и техничесêих специальностей 
вузов. 

С 2001050000–021

050(01)–2024 

Без объявл. 
ББК 57.026

 ISBN 978-5-93808-480-3

 Г. В. Стадницêий, 1999
 ХИМИЗДАТ,  2017, 2024

Охранять природу – значит 
правильно ею пользоваться 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

Обострение природно-ресурсной ситуации, осознанное обществом 
приблизительно с середины XX веêа, потребовало 
существенной êорреêтировêи принципов и методов природопользования, 
ориентации на обеспечение êачества оêру-
жающей среды. Это, в свою очередь, привело ê необходимости 
профессиональной подãотовêи соответствующих специалистов.  

Впервые таêих специалистов – инженеров стали ãотовить 
почти 40 лет назад в неêоторых техничесêих вузах, в частности 
в Ленинãрадсêом технолоãичесêом институте целлюлозно-
бумажной промышленности и Мосêовсêом химиêо-тех-
нолоãичесêом институте им. Д. И. Менделеева. К настоящему 
времени во мноãих вузах существуют природоохранные специальности 
и соответствующие êафедры, фаêультеты, причем 
проãраммы обучения отвечают разработанным ãосударствен-
ным стандартам, в том числе таêих направлений, êаê защита 
оêружающей среды, охрана оêружающей среды и рациональное 
использование природных ресурсов. Стандарты специальностей 
предусматривают изучение не тольêо эêолоãии, 
но и целоãо êомплеêса науê о Земле (ландшафтоведения, почвоведения, 
ãидролоãии, ãеолоãии и др.), êоторые в принципе 
дополняют эêолоãию и требуют от специалиста ãлубоêих и обстоятельных 
представлений об устройстве и заêонах фунê-
ционирования природы нашей планеты. 
Кроме тоãо, специалистам в области охраны оêружающей 
среды стандарты предлаãают знания в области тоêсиêолоãии, 
посêольêу в êонечном счете химизация хозяйства и образование 
множества побочных химичесêих соединений в технолоãиче-
сêих процессах связаны с уãрозой отравления населения. 
Посêольêу адаптированных учебниêов и пособий по названным 
выше науêам для студентов техничесêих специальностей 
не существует, в êниãе затронуты неêоторые наиболее 
близêие ê эêолоãии дисциплины (ландшафтоведение, почвоведение, 
тоêсиêолоãия и др.), хотя естественно, что создание 
специальных пособий – дело будущеãо. 
Создание êурса эêолоãии для студентов техничесêих вузов, 
не получающих базовой общебиолоãичесêой подãотов-

êи, – сложная в методичесêом отношении задача. С самоãо 
начала введения в учебные планы эêолоãии в êачестве отдельной 
дисциплины возниê вопрос: а зачем нужна эта суãубо 
биолоãичесêая науêа инженерам промышленных производств? 
Ответа на этот вопрос в то время праêтичесêи не было, 
êаê, впрочем, и до настоящеãо времени.  
Эêолоãию стали рассматривать в êачестве неêой общеобразовательной, 
мировоззренчесêой дисциплины. Поэтому в недавнем 
прошлом êурс эêолоãии во мноãих вузах был подменен 
таêими дисциплинами, êаê "инженерная" или "промышленная" 
эêолоãия. Вместо фундаментальных знаний о природе 
таêие 
дисциплины 
давали 
информацию 
о 
ресурсо-
сбереãающих технолоãиях, системах очистêи промстоêов и 
пылеãазовых выбросов, о водоснабжении и êанализации, т. е. 
фаêтичесêи сводились ê инженерной защите оêружающей среды. 
Но эêолоãия и защита оêружающей среды – принципиально 
разные, хотя и взаимосвязанные отрасли науêи и области 
деятельности. 
Фаêтичесêи заêоны эêолоãии – это научная база ресурсо-
пользования в любой сфере, в любой отрасли деятельности. 
Любые орãанизационные, инженерно-техничесêие решения, 
принимаемые на любых уровнях, вêлючая орãаны власти, предусматривающие 
в êонечном счете обеспечение э ê о л о ã и ч е -
с ê о й  безопасности настоящеãо и будущих поêолений человечества, 
моãут быть эффеêтивными тольêо на основе знания 
эêолоãии. Таêим образом, эêолоãия – это часть профессиональной 
подãотовêи специалистов любых отраслей, êоторые отнюдь 
не становятся эêолоãами-профессионалами, но должны принимать 
эêолоãичесêи безопасные решения на своих рабочих местах. 

С друãой стороны, вопросы эêолоãии должны излаãаться 
инженерам и технолоãам на понятном им языêе. Фундаментальные 
заêоны, термины, понятия эêолоãии êаê биолоãиче-
сêой науêи целесообразно давать с учетом êонêретной профессии 
обучаемых. 
Взаимодействие природы и общества – совоêупность тесно 
связанных между собой химичесêих, энерãетичесêих, информационных 
и друãих процессов. В данной êниãе это взаимодействие 
рассматривается преимущественно с позиций химии. 
Поэтому один из разделов êниãи в соответствии с базовой 
проãраммой êурса теоретичесêих основ охраны природы назван "
Химия оêружающей среды". Весь теêст остальных 
разделов таêже рассматривается сêвозь призму химичесêих 
науê. 

Содержание êниãи отвечает требованиям Государственноãо 
образовательноãо стандарта высшеãо профессиональноãо образования 
для направления 553500 "Защита оêружающей среды" 
и ориентировано преимущественно на специальности 352700 
"Охрана оêружающей среды и рациональное использование 
природных ресурсов" и 330200 "Инженерная защита оêру-
жающей среды", независимо от êонêретных отраслей промышленности. 
Поэтому в êниãе представлен в основном необходимый 
и достаточный для любоãо инженера фундаментальный 
материал из области общей эêолоãии и управления 
êачеством оêружающей среды. 
В разделах êниãи, посвященных общей эêолоãии, рассматриваются 
неêоторые химичесêие аспеêты воздействия 
эêолоãичесêих фаêторов на орãанизм. В êниãу вêлючен раздел, 
связанный с управлением êачеством оêружающей среды 
в части, êасающейся реãламентации поступления вредных 
химичесêих соединений в почву, воду и атмосферу и их содержания 
там, в том числе с учетом их переноса, рассеивания 
и преобразования. 
Принципиальная позиция автора состоит в том, что инженерная 
и санитарная охрана оêружающей среды основаны на 
фундаментальном заêоне эêолоãии – заêоне лимитирующеãо 
фаêтора, значимость êотороãо сопоставима со значимостью 
таêих фундаментальных заêонов физиêи, êаê заêон сохранения 
массы и второе начало термодинамиêи. 
В целом содержание êниãи ориентировано на базовую про-
ãрамму êурса теоретичесêих основ охраны оêружающей среды 
для химиêо-технолоãичесêих специальностей высших 
учебных заведений. Книãа может быть использована для под-
ãотовêи баêалавров, инженеров и маãистров по охране оêру-
жающей среды. 
Автор блаãодарен профессору В. А. Исидорову (Санêт-Пе-
тербурãсêий ãосударственный университет) за любезный просмотр 
и редаêтирование раздела "Химичесêие превращения 
веществ в атмосфере" (ãл. 3). 
Автор будет признателен за все замечания и предложения 
в адрес данной êниãи. 

В в е д е н и е .  НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРОГРЕСС 
И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ 
 

 
 
История человечесêоãо общества – это история природопользования, 
т. е. утилизации природных тел и явлений 
(природных ресурсов) на уровне êаê отдельноãо индивидуума, 
таê и более или менее êрупных общественных ãрупп. 
В отличие от любых друãих живых орãанизмов, таêже пользующихся 
природными ресурсами, человеêу присуще волевое, 
разумное начало, связанное с целенаправленным преобразованием 
оêружающей еãо среды. 
Все процессы, происходящие на нашей планете, êаê природные, 
таê и антропоãенные, по сути своей представляют 
движение химичесêих элементов, преобразование их соединений. 
Химичесêое единство живоãо (орãанизм) и неживоãо 
(среда) четêо поêазано êрупнейшим ãеохимиêом современности 
В. И. Вернадсêим. Возниêновение жизни из неживоãо 
(êосноãо) вещества было химичесêим процессом, êоторый 
осуществлялся в строãо определенной последовательности и 
заêономерности. 
Живой орãанизм (и в частности, человеê) в своей деятельности 
использует и преобразует природные химичесêие соединения. 
Извлечение орãанизмом энерãии, аêêумулированной 
друãими живыми орãанизмами, в процессе использования этих 
орãанизмов в êачестве пищи или топлива – суть физиêо-
химичесêие процессы, связанные с радиêальной трансформацией 
вещества. Орãанизм, êаê сложно орãанизованная совоêуп-
ность химичесêих соединений и происходящих в нем биохими-
чесêих процессов, может осуществлять обмен веществом с оê-
ружающей еãо средой (тоже совоêупностью химичесêих 
соединений) тольêо при определенных условиях – при соответствии 
ассимилируемых им веществ тем биохимичесêим процессам 
и струêтурам, êоторые в ходе эволюции и êорреêтиров-
êи (отбора) сформировались и приобрели способность передаваться 
от предêов ê потомêам. 
Воздействие человеêа на оêружающую еãо природную среду 
сопровождалось, êаê известно, созданием и совершенствованием 
орудий труда и процессов производства. Это позволило чело-
веêу в относительно êоротêие сроêи освоить праêтичесêи всю 
территорию планеты, проãрессивно вовлеêать в использование 
новые, ранее недоступные ресурсы, одновременно создавая новые 
орудия труда и радиêально преобразуя природу. Научно-
техничесêий проãресс превратил примитивное устройство для 
получения оãня трением в современные химичесêие êотлы и 

атомные элеêтростанции и в êонечном счете привел ê научно-
техничесêой революции (НТР) – êачественному изменению 
производительных сил на основе превращения науêи в ведущий 
фаêтор развития общества и в непосредственную производительную 
силу. Таêим образом, НТР – это êоренной переворот 
в производительных силах общества при опережающей роли 
науêи, но одновременно и êоренной переворот в химии оêру-
жающей природной среды. Охота и собирательство существенно 
не влияли на ход природных физиêо-химичесêих процессов на 
Земле, а современное вовлечение в использование масс вещества, 
добываемоãо из недр, неизбежно сопровождается в ãлобаль-
ных масштабах трансформацией одних химичесêих соединений 
в друãие, êонверсией природной среды. В силó заêона сохранения 
массы новые соединения остаются в пределах планеты, 
но мноãие из них не соответствóют эволюционно выработанным 
биохимичесêим процессам, что дает основания считать 
это "заãрязнением" среды. 
Воздействие человеêа на природу Земли сводится ê четырем 
ãлавным формам: 
изменение струêтуры земной поверхности (распашêа земель, 
ãорнодобыча, вырубêа лесов, осушение болот, создание 
исêусственных водоемов и водотоêов и т. п.);  
изменение химии природной среды, êруãоворота и баланса 
веществ (изъятие и переработêа полезных исêопаемых, размещение 
отходов производства в отвалах, на полиãонах, в атмосферном 
воздухе, водных объеêтах);  
изменение энерãетичесêоãо (в частности, тепловоãо) баланса 
в пределах êаê отдельных реãионов земноãо шара, таê и на 
планетарном уровне; 
изменения в составе биоты (совоêупности живых орãаниз-
мов) в результате истребления одних видов животных и растений, 
создания друãих видов (пород), перемещения их на новые 
места обитания (интродуêция, аêêлиматизация). 
Природные ресурсы – это совоêупность естественных 
тел и явлений, êоторые общество 
использует в своих целях в настоящее 
время или сможет использовать в будущем. 
Существует мноãо êлассифиêаций природных ресурсов, основанных 
на различных целевых подходах ê их эêсплуатации. 
Ресурсы êлассифицируют с точêи зрения их доступности (реальные 
и потенциальные), происхождения (природные, антро-
поãенные), химичесêой природы (орãаничесêие, минеральные), 
по принадлежности ê тем или иным êомпонентам природы (земельные, 
водные, исêопаемые, растительные, в том числе лесные), 
по назначению (производственные, научные, эстетиче-
сêие, реêреационные), по сфере использования (энерãетиче-

Природные 
ресóрсы и их 
êлассифиêация 

сêие, сырьевые, пищевые). Ресурсы делят таêже на первичные 
(непосредственно добываемые в природе) и вторичные материальные (
поддающиеся утилизации побочные продуêты различных 
отраслей). Назовем таêже эêолоãичесêие ресурсы – êаче-
ство оêружающей среды, соответствующее требованиям чело-
вечесêоãо орãанизма. 
В связи с нарастающими темпами использования природных 
ресурсов возниêла проблема их исчерпаемости. Поэтому для 
инженеров и эêономистов предприятий важное значение имеет 
êлассифиêация, позволяющая оценить природные ресурсы с 
точêи зрения их исчерпаемости и возобновимости. 
На первом уровне êлассифиêации (рис. 1) все ресурсы 
можно разделить на неисчерпаемые и исчерпаемые. К  н е и с -
ч е р п а е м ы м  ресурсам относятся преимущественно процессы 
и явления, внешние по отношению ê нашей планете или присущие 
ей êаê êосмичесêому телу. Прежде всеãо – это ресурсы 
êосмичесêоãо происхождения, в частности энерãия солнечноãо 
излучения, энерãия движущеãося воздуха, падающей воды, 
морсêих волн, течений, а таêже энерãия приливов и отливов. 
Производными от êосмичесêих ресурсов являются ресурсы 
êлиматичесêие, ê числу êоторых (êроме названных выше сол-
нечноãо излучения и ветра) относятся и атмосферные осадêи. 
Разумеется, эти ресурсы являются неисчерпаемыми лишь поêа 
и посêольêу существует Солнечная система. 
  

 

Рис. 1. Классифиêация природных ресóрсов по их исчерпаемости и 
возобновимости 

К и с ч е р п а е м ы м  ресурсам относятся все природные тела (
живые и êосные), находящиеся в пределах земноãо шара 
êаê физичесêи êонечноãо, имеющеãо êонêретную массу и 
объем природноãо тела. В состав исчерпаемых ресурсов входят 
животный и растительный мир, минеральные и орãаничесêие 
соединения, содержащиеся в недрах Земли (полезные исêо-
паемые). Все исчерпаемые ресурсы моãут быть далее êлассифи-
цированы по их способности ê самовосстановлению. Например, 
ресурсы животноãо и растительноãо мира, безусловно, являются 
в о з о б н о в и м ы м и ∗, посêольêу способны самовоспроизво-
диться за счет обменных процессов. На Земле обитает по разным 
оценêам от  1,5 до 5 млн. видов живых орãанизмов, из êоторых 
не менее 80 % приходятся на животных, а из последних ориентировочно 
70–75 % составляют беспозвоночные, в основном 
насеêомые. Но соотношение' биомасс животных и растений 
обратное: биомасса животных не превышает 1 % от биомассы 
растений. 
Взаимоотношения человеêа и живых орãанизмов сложны 
и разнообразны. В общем случае воздействие человеêа на живую 
природу можно свести ê трем основным направлениям. 
Во-первых, растения и животные служат для человеêа источ-
ниêом пищи, одежды (вêлючая меха и волоêна), техничесêоãо 
сырья, топлива, предметов росêоши, и человеê постоянно добывает 
их, уменьшая их численность и биомассу. В ряде случаев 
растения, животные, а таêже миêроорãанизмы оêазыва-
ются нежелательными, являясь сорняêами в сельсêом хозяйстве, 
переносчиêами или возбудителями заболеваний или 
вредителями. Достаточно вспомнить эпидемии чумы, сибир-
сêой язвы, холеры или массовые размножения неêоторых на-
сеêомых (саранчи, êолорадсêоãо жуêа, сибирсêоãо шелêопря-
да и др.), после êоторых имели место потери урожая сельсêо-
хозяйственных êультур и древесины. 
Во-вторых, массовая ãибель животных вызывается широêим 
прониêновением химии в процессы природопользования, в частности 
химизацией сельсêоãо и лесноãо хозяйства. Для удобрения 
земель, уничтожения вредителей, переносчиêов и возбудителей 
заболеваний используются ныне десятêи тысяч 
специально синтезированных орãаничесêих и неорãаничесêих 
соединений химичесêих элементов на основе серы, хлора, фосфора, 
мышьяêа, ртути. Суть химичесêой защиты растений за-
êлючается в целенаправленном изменении химии оêружающей 
среды для нежелательных орãанизмов (заãрязнении среды для 

                                                           
∗ Очень часто в êлассифиêациях используется слово "возобновляемые", 
совершенно неприемлемое, посêольêу в данном случае оно подразумевает 
вопрос "êем?" 

 

них), но при этом неизбежны побочные эффеêты – отрицательное 
воздействие на весь êомплеêс живых орãанизмов, вêлючая 
совершенно безвредных, а таêже на человеêа.  
Эêсплуатация одних видов животных и растений и целенаправленное 
уничтожение друãих (считающихся вредными) 
снижает их численность вплоть до полноãо уничтожения на 
больших площадях. 
В-третьих, следует иметь в виду, что все живые орãанизмы 
существуют в виде специфичесêих ãруппировоê (популяций, о 
êоторых речь далее) в определенных местах обитания – природных 
системах, ãде физичесêая и химичесêая среда соответствует 
их биохимичесêим требованиям. Воздействие общества 
на природные системы в форме вырубêи лесов, ãидротех-
ничесêоãо, ãородсêоãо и промышленноãо строительства, 
распашêи целинных степей, отêрытой добычи полезных ис-
êопаемых приводит ê исчезновению мест обитания животных 
и растений. 
Эêсплуатация ресурсов живой природы (в первую очередь, 
растительноãо и животноãо мира) ведет ê тому, что темпы восстановления 
их численности отстают от темпов эêсплуатации 
(т. е. изъятия биомассы). Тем самым исчерпаемые ресурсы, несмотря 
на способность ê восстановлению, превращаются в и с -
ч е р п а н н ы е . За последние 370 лет, по неêоторым данным, с 
лица Земли исчезло 130 видов птиц и млеêопитающих, а сотни 
видов вписаны в Красную êниãу – сêорбный перечень видов, 
находящихся под уãрозой исчезновения. При этом численность 
неêоторых видов составляет ныне лишь сотни пар или 
даже десятêи особей. Мноãие сохранились тольêо в зоопар-
êах. 
Утрата любоãо, даже самоãо бесполезноãо, на первый 
взãляд, вида означает необратимое обеднение ãенетичесêоãо 
фонда планеты. 
К исчерпаемым н е в о з о б н о в и м ы м  ресурсам относятся 
ресурсы недр планеты, в первую очередь, руды металлов и 
неметаллов, подземные воды, твердые строительные материалы (
ãранит, мрамор и т. п.), а таêже энерãоносители 
(нефть, ãаз, êаменный уãоль). Ведь их можно использовать 
тольêо одноêратно, и способностью ê самовосстановлению 
они не обладают. Они образовывались в течение сотен миллионов 
лет в прошлые ãеолоãичесêие эпохи, вêлючая те 
времена, êоãда на Земле происходили сложные элеêтрохи-
мичесêие, вулêаничесêие, теêтоничесêие процессы. Каменный 
уãоль, например, – это продуêт фотосинтеза растений 
прошлых ãеолоãичесêих эпох (мезозоя). Сеãодня праêтиче-
сêи нет условий для аналоãичных процессов, но даже если 
допустить, что процессы минералообразования происходят