Предисловие. Несомненно, что повышение благосостояния человека является первоочередной задачей в человеческом обществе

Несомненно, что повышение благосостояния человека является первоочередной задачей в человеческом обществе. Однако, как показывает практика, развитие современной цивилизации осуществляется при широком наступлении человека на природу. При этом интенсивность антропогенного воздействия оказывается столь высокой, что результаты такого отношения человека к природе уже давно дают знать о себе в настоящее время различными негативными последствиями. Поэтому не случайно в обществе повысился интерес к экологии – науке изучающей условия существования живых организмов и взаимоотношения между ними, включая и человека, и средой их обитания, расширяя понятие последней до человеческого общества – социума. Можно надеяться, что образование населения в области экологии, экономическое стимулирование природоохранной деятельности, осуществляемое государством с целью решения проблем охраны окружающей среды, усовершенствование правовой базы действующего законодательства в области охраны окружающей среды и широкое международное сотрудничество в этой области позволят найти оптимальное решение задачи взаимоотношения природы и человека.

В настоящем учебном пособии «Основы экологии, экологического контроля и радиационной безопасности окружающей среды» рассматриваются основные вопросы курса «Экология», т.е. излагаются учения о биосфере и экологии человека, антропогенных воздействий на биосферу, проблемы экологической защиты, охраны окружающей среды ее правовые и экономические аспекты, а также вопросы международного сотрудничества в области охраны окружающей среды. Биологическую основу курса лекций составил материал учебника «Экология» Передельского Л.В., Коробкина В.И., Приходченко О.Е. 2009 г. Однако, специфика преподавания курса в НИЯУ МИФИ потребовала пересмотра материала, обычно читаемого в подобных курсах, т.е. некоторого его сокращения, касающегося биологической направленности учебного пособия и, напротив, более широкого освещения вопросов, касающихся использования автоматизированных систем радиационного контроля окружающей среды для защиты ее и человека при штатной работе и при радиационных авариях на ОИАЭ, методов экологического контроля окружающей среды, основных природоохранных принципов, методов прогнозирования землетрясений, как одного из возможных средств защиты от стихийных бедствий, а также других методов и средств, используемых при работе ОИАЭ.

рассматриваются вопросы загрязнения окружающей среды радиоактивными отходами производств атомной промышленности. в частности, приведены оценки дозовых нагрузок на персонал и население, которые могут создавать ИРГ, поступающие в атмосферу при выбросах с АЭС.

Существенным дополнением к традиционным вопросам, рассматриваемых в подобных курсах, представлены материалы, касающиеся основных природоохранных принципов, методов экологического контроля окружающей среды, а также защиты окружающей среды и человека при штатной работе и при радиационных авариях на АЭС, включая и защиту от ИРГ. в последнем случае для решения указанных задач рассматривается применение криогенного метода утилизации ИРГ.

Рассматривая вопрос защиты персонала и населения при радиационных авариях на ОИАЭ, авторы сочли необходимым включить материал, касающийся общих принципов построения автоматизированных систем радиационного мониторинга внешней среды для АЭС. В качестве одного из возможных средств защиты от стихийных бедствий рассматривается метод прогнозирования землетрясений, основанный на радиационных технологиях.

В первых главах учебного пособия даются основные понятия и законы экологии, экологические факторы, а также ресурсы живых существ. Приводятся вопросы динамики экосистемы, даются основы учения В.И. Вернадского о биосфере. Рассматриваются глобальные круговороты, эволюция и биоразнообразие биосферы Земли, а также понятие ноосферы как новой стадии эволюции биосферы.

Отдельно уделено внимание природным ресурсам Земли как лимитирующим факторам выживания человечества. Рассматривается влияние природно-экологиических и социально-экологических факторов на здоровье человека, что служит анализом демографической ситуации в России.

Важной проблемой является антропогенные воздействия на атмосферу, гидросферу, литосферу и на биотические сообщества. Рассмотрены различные виды загрязнения окружающей среды отходами производства и потребления, химическими и радиоактивными отходами атомной промышленности. Уделяется внимание биологическому загрязнению среды, загрязнению от ракетно-космической деятельности, воздействию на биосферу техногенных экологических катастроф и природных стихийных бедствий.

Вторая половина учебного пособия посвящена методам экологического контроля окружающей среды. Предварительно дается понятие радиационного контроля окружающей среды в районе расположения АЭС. Рассматривается радиационный контроль атмосферы, традиционные и нетрадиционные методы контроля радиоактивных выбросов, контроль мощности выброса газоаэрозольной радиоактивной примеси из венттруб АЭС, контроль радиоактивного загрязнения подстилающей поверхности и радиационный контроль подземных вод.

Рассматриваются принципиальные направления инженерно-экологической защиты окружающей среды, вопросы нормирования качества окружающей среды и ее защита от особых видов воздействий – в случае радиационных авариях на АЭС. С этой целью приведены требования, предъявляемые к выбору площадки для размещения АЭС, санитарно-защитной зоне и зоне наблюдения и их обоснование. Приводятся критерии радиационной безопасности персонала и населения при эксплуатации техногенных источников излучения. Приводятся требования к радиационному контролю, формулируются цели, функции и задачи систем контроля радиационной обстановки в районе размещения ОИАЭ. Даны общие принципы построения автоматизированных систем радиационного контроля внешней среды для АЭС, предназначенных для прогнозирования радиационных аварий на ОИАЭ и минимизации их последствий. Рассматриваются вопросы экологического мониторинга; экологического контроля, а также экологического риска.

В учебном пособии уделяется внимание экологическому энергопотреблению, нетрадиционным возобновляемым источникам энергии, правовым основам охраны окружающей среды. Среди последних – экологическое законодательствоРоссийской Федерации,государственные органы управления в области охраны окружающей среды, экологическая экспертиза и ОВОС.

Заключительные главы посвящены экономическим механизмам охраны окружающей среды, концепции устойчивого развития, принципам международного экологического сотрудничества.

В Приложении представлен более подробный материал по различным крупным темам учебного пособия, состоящий из нескольких разделов, содержание которых показано в названии к каждому из них.

Предлагаемое учебное пособие предназначено для студентов старших курсов Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» и его филиалов, специализирующихся в области использования атомной энергии и знакомых с теорией дифференциальных уравнений, с атомной и ядерной физикой, а также с методами регистрации ионизирующих излучений. Поэтому указанные вопросы затронуты лишь в степени, необходимой для понимания соответствующих разделов пособия.

авторы выражают искреннюю благодарность рецензентам – доктору биологических наук, профессору ИАТЭ НИЯУ МИФИ Удаловой А.А. и кандидату технических наук доценту ВИТИ НИЯУ МИФИ Бубликовой И.А. за ценные советы по улучшению содержания книги и устранению ряда ее недостатков, а также студентам НИЯУ МИФИ Рыжковой М.Н., Сорокину А.С., Коновой Е.А., Кизименко И.Н. и Баранову Д.Н., оказавшим техническую помощь при подготовке рукописи.

Авторы

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение………………………………………..............................................................................................15

Глава 1. Основные понятия и законы экологии......................... ……………………………………..17

1.1. Уровни организации жизни в экологии........................... ……………………………………..17

1.2. Понятие об организме как живой целостной системе... ……………………………………..18

1.3. Понятия о среде обитания и экологических факторах.. ……………………………………..19

1.4. Лимитирующие экологические факторы....................... ……………………………………..20

1.5. Физические и химические экологические факторы в жизни организмов...................................21

1.6. Ресурсы живых существ как экологические факторы... ……………………………………..24

Глава 2. экология популяций.................................................... ……………………………………..27

2.1. Понятие популяции и ее количественные показатели... ……………………………………..27

2.2. Продолжительность жизни вида..................................... ……………………………………..28

2.3. Экологические стратегии выживания........................... ……………………………………….33

2.4. взаимоотношения организмов в сообществе……………………………………………………...33

Глава 3. Экологические системы................................................ ……………………………………..37

3.1. трофическая структура экосистемы………………………………................................................37

3.2. Гомеостаз экосистемы..........................................…….............................................................38

3.3. Энергетические потоки в экосистеме............................. ……………………………………..38

3.4. Экологические пирамиды…………………………………………………………………………..39

3.5. Динамика экосистемы (цикличность, сукцессия, климакс) ……………………………………..40

Глава 4. Основы учения В. И. Вернадского о биосфере............ ……………………………………..43

4.1. Биосфера как глобальная экосистема Земли.................. ……………………………………..43

4.2. Круговорот веществ в природе.................................... ……………………………………..45

4.3. биосфера Земли, ее эволюция и биоразнообразие....... ……………………………………..47

4.4. Биотическая регуляция окружающей среды.................. ……………………………………..50

4.5. Ноосфера – как новая стадия эволюции биосферы........ ……………………………………..52

Глава 5. Биосоциальная природа человека и экология............. ……………………………………..54

5.1. Человек как биологический вид...................................... ……………………………………..54

5.2. Человечество как популяционная система..................... ……………………………………..55

5.3. Природные ресурсы Земли как лимитирующий фактор выживания человечества…………….59

Глава 6. Антропогенные экосистемы. Влияние окружающей среды на здоровье человека…………...61

6.1. Типы экосистем…………………………………………. ………………………………......61

6.2. Сельскохозяйственные экосистемы (агроэкосистемы). …………………………………….....63

6.3. Индустриально-городские экосистемы. Урбанизация среды …………………………………....64

6.4. Влияние природно-экологических факторов на здоровье человека………………………….....65

6.5. Влияние социально-экологических факторов на здоровье человека…………………………....66

6.6. Здоровье людей и особенности демографической ситуации в России………………………….67

Глава 7. Основные виды антропогенных воздействий на окружающую среду…………………………69

7.1. Антропогенные воздействия на атмосферу. Основные источники ее загрязнения………….....70

7.2. Экологические последствия загрязнения атмосферы………………………………………….....73

7.3. Загрязнение гидросферы и его экологические последствия.. …………………………………....78

7.4. Антропогенные воздействия на литосферу и их последствия. Деградация почв………………83

7.5. Антропогенные воздействия на растительный мир и их последствия…………………………..87

7.6. Воздействие человека на животных и причины их вымирания………………………………….91

Глава 8. Особые виды воздействия на биосферу................... ……………………………………..93

8.1. Загрязнение среды отходами производства и потребления……………………………………...93

8.2. Загрязнение среды химическими отходами производств черной и цветной металлургии.........94

8.3. Загрязнение среды радиоактивными отходами производств атомной промышленности……..96

8.4. Биологическое загрязнение............................................. ……………………………………..97

8.5. Воздействие электромагнитных полей и излучений...... ……………………………………..98

8.6. Загрязнение от ракетно-космической деятельности...... ……………………………………..98

Глава 9. Экстремальные воздействия на биосферу................... ……………………………………100

9.1. Воздействие оружия массового уничтожения................ ……………………………………100

9.2. Воздействие техногенных экологических катастроф.... ……………………………………101

9.3. Стихийные бедствия........................................................ ……………………………………104

Глава 10. Основные принципы и методы радиационного контроля окружающей среды………………110

10.1. Радиационный контроль окружающей среды в районе расположения АЭС…………............110

10.2. Радиационный контроль атмосферы………………………………………………………….....114

10.2.1. Аспирационный метод радиационного контроля атмосферы…………………………….....115

10.2.2. Радиационный контроль мощности выброса газоаэрозольной радиоактивной примеси

из вентиляционных труб ОИАЭ….............................................................................................115

10.2.3 Контроль МЭД гамма-излучения………………………………………………………………118

10.2.4. Применение радиолокационных станций для дистанционного определения

радиоактивных выбросов ОИАЭ ……………………………………………………………...120

10.2.5. Метод радиационного контроля атмосферы при помощи БДК …………………………….121

10.3. Радиационный контроль подстилающей поверхности…………………………………………122

10.3.1. Применение метода отбора проб при радиационном контроле подстилающей

поверхности………………………………………………………………………………………122