Методические указания к практическим занятиям
Кафедра общественного здравоохранения с курсом профилактической медицины
Қоғамдық денсаулық сақтау кафедрасымен профилактикалық медицина курсы
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАНЯТИЯМ
ТЕМА №5. Природные ресурсы как лимитирующий фактор выживания человека. Проблемы, связанные с их использованием и исчерпаемостью.
Факультет: «Общая медицина»
«Стоматология»
Дисциплина: «Экология и устойчивое развитие»
Курс: І
Алматы 201 4
Тема п рактическо го заняти я №5. Природные ресурсы как лимитирующий фактор выживания человека. Проблемы, связанные с их использованием и исчерпаемостью.
Цель: Формирование знаний у студентов о природных ресурсах, их классификации и рацональном использовании
Задачи обучения: ознакомить студентов с классификацией природных ресурсов и значением рациоонального использования их, а также с молоотходными, безотходными и ресурсосберегающими технологиями и их ролью в жизни людей и биосферы в целом.
Основные вопросы темы:
1. Природные ресурсы. Ресурсообеспеченность. Рациональное и нерациональное использование природных ресурсов. Ресурсопользование (изъятие, потребление и воспроизводство).
2. Классификация природных ресурсов.
3. Экологические проблемы, связанные с использованием топливно-минеральных ресурсов. Внедрение принципов рационального потребления.
4. Земельные ресурсы. Экологические проблемы: эрозия почв, проблема опустынивания, истощение пахотного слоя, уменьшение площадей пахотных почв, загрязнение земель в результате хозяйственно-производственной деятельности человек. Принципы рационального использования.
5. Водные ресурсы. Характеристика использования водных ресурсов: водопотребление и водопользование, виды водопотребителей и водопользователей. Экологические проблемы: истощение водных ресурсов, проблема чистой воды на планете. Принципы рационального использования водных ресурсов.
6. Биологические ресурсы - ресурсы растительного и животного мира. Экологические проблемы: сокращение численности, исчезновение видов, сокращение ареалов существования.
7. Альтернативные источники энергии, перспективы их использования.
8. Малоотходные, безотходные и ресурсосберегающие технологий с замкнутым циклом.
Методы обучения и преподавания (малые группы, дискуссия, ситуационные задачи, пабота в парах, презентации, кейс-стади и т.д.):
ролевые игры, работа в малых группах, дискуссия или дебаты.
Литература:
Обязательная:
1. Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек. Учебное пособие для вузов, средних школ и колледжей. - М.: ФАИР - Пресс, 2000. - 320 с.
2. Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология. Человек - экономика - Биота - среда: Учебник для вузов. - 2-е изд. перераб. и доп. - М: ЮНИТИ - ДАНА, 2000. - 566 с.
3. Шандала М.Г., Звиняцковский Я.И. Окружающая среда и здоровье населения. Киев: Здоровье, 1988, С.152.
4. Никитин Д.П., Новиков Ю.В. Окружающая среда и человек. Учебное пособие для небиологических вузов: 2-е изд. перераб. и доп. М.: Высшая школа,1986, С.415.
5. Кенесариев У.И., Жакашов Н.Ж. Экология и здоровье населения. Учебник для ВУЗов и колледжей. - Алматы, 2002 -260 с.
Дополнительная:
1. Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология. - Ростов н/Д: изд-во «Феникс», 2001. – 576 с.
2. Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек: Учебное пособие. - М.: ФАИР-ПРЕСС, 2000.-320с.
3. Пивоваров Ю.П. Королик В.В, Зиневич Л.С. Гигиена и основы экологии человека. Серия «Учебники и учебные пособия» Ростов на Дону: «Феникс», 2002. – 512 с.
- Денисов В.В., Денисова И.А. Экология: 100 экзаменационных ответов. – М.: ИКЦ «МарТ», Ростов н/д: Изд.центр «МарТ»,2003.- С.8-23.
5. Вернадский В.И. Химическое строение биосферы и ее окружения. М.: Наука, 1987, С.339
6. Израэль Ю.А. Экология и контроль природной среды. М.: Гидрометиздат, 1989, C.248.
7. Казначеев В.П. Очерки теории и практики экологии человека. М.: Наука. 1983, С.260.
8. Марчук Г.И., Кондратьев К.Я. Приоритеты глобальной экологии. М.: Наука. 1992. С.263.
9. Новиков Ю.В., Шицкова А.П. Гармония или трагедия. М.: Наука. 1989, С.271.
10. Экзарьян В.Н. Геоэкология и охрана окружающей среды. М.: Экология, 1997, С.786.
11. Экология и защита биосферы: В 3-х кн. - М: Изд. объедин. «Международный дом сотрудничества», 1996.
12. Агаджанян Н.А., Торшин В.В. Экология человека. -М.: Крук, 1994.
Контроль (вопросы, тесты, задачи и пр.):
1. Что такое природные ресурсы?
2. Как классифицируются природные ресурсы?
3. Что относятся к минеральным и энергетическим ресурсам?
4.Энергопотребление и биосфера. Использование возобновляемых источников энергии - важное направление в области защиты окружающей природной среды.
5. Какие оказывают воздействия различные виды топлива на окружающую природную среду?
6. Самый эффективный, экологически безвредный вид топлива?
7. Атомная энергетика, ее преимущества и негативные воздействия на окружающую среду и здоровье людей. Перспективы развития АЭС в Казахстане.
8. Какие вы знаете пути решения экологических проблем, связанных с вредным воздействием на окружающую среду различных видов топлива?
9. Альтернативные источники энергии и их перспективы использования в РК.
10. Мероприятия по защите окружающей среды от негативного воздействия использования видов топлива в РК.
Ситуационная з адача №1. Дать оценку согласованности деятельности человека с законами и принципами биоэкологии при строительстве и эксплуатации водохранилищ.
Для решения задачи ответьте на вопросы 1-5, для чего используйте приводимые ниже материалы и приложение 1.
Экологические проблемы гидроэнергетики
Одно из важнейших воздействий гидроэнергетики связано с отчуждением значительных площадей плодородных (пойменных) земель под водохранилища. В России, где за счет использования гидроресурсов производится не более 20% электрической энергии, при строительстве ГЭС затоплено не менее 6 млн. га. земель. На их месте уничтожены естественные экосистемы. Основные воздействия ГЭС на среду, различные звенья экосистем и человека приведены ниже в таблице.
Технологический процесс | Влияние на здоровье среды и биоту | Примеры цепных реакций | |||
Почвы и грунт | Воздух | Воды | Экосистемы и человек | ||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
Строительство ГЭС | Разрушение почв и грунтов на стройплощадках, подъездных путях, хозяйственных объектах и т.п.; перемещение больших масс грунтов, особенно при строительстве плотин и обваловании водохранилищ. | Аэрозольное загрязнение Продуктами разрушения почв, стройматериалами (особенно цементом); химическое – в небольших объемах в основном oт работы техники, предприятий строй материалов. | Некоторое нарушение режима и загрязнение в местах строитель-ства (обводные каналы и т.п.). | Частичное разрушение экосистем и их элементов (растительности, почв), фактор беспокойства для животных, интенсивный промысел и т.п. Влияние на человека в основном через изменение среды и социальные факторы. | Текущая вода (река) водохранилище накопление химических веществ (эвтрофика-ция) плюс тепловое загрязнение зарастание водоема (цветение) обогащение органикой обескислороживание превращение экосистемы транзитного типа в аккумулятивно- застойную порча воды 6олезни рыб потеря пищевых или вкусовых свойств воды и продуктов промысла |
Заполнение водохранилищ | Уход под воду плодородных пойменных земель (затопление), подъем грунтовых вод в прибрежной зоне (подтопление, заболачивание). В горных условиях такие явления выражены в меньшей степени. | Дополнитель ное испарение с чаши водохранилищ. | Смена текущих вод на застойные, неизбежное загрязнение водохранилищ быстрорастворимыми или взмучиваемыми веществами при заполнении чаши водохранилищ и формировании берегов | Полное уничтожение сухопутных экосистем (сведение лесов или их гибель от подтопления, часто оставление всей биомассы в зоне затопления), смена прибрежных экосистем. Неизбежное переселение людей из зоны затопления, социальные издержки. | Давление водных масс на ложе водохрани- лищ интенсификация сейсмических влений |
Работа ГЭС | То же, что и при затоплении, плюс многолетнее разрушение береговой линии (абразия), формирование новых типов почв в прибрежной зоне. | Повышение влажности, понижение температур, туманы, местные ветры, часто неприятный запах от гниения органических остатков. | Загрязнение в результате стоков с водосборов и разложения больших масс органики почв, раститель-ных остатков, древесины и т.п., образование фенолов, накопление биогенов и других веществ; усиленное прогревание, особенно мелководий (тепловое загрязнение) эвтрофикация, цветение, потеря кислороданакопление тяжелых металлов, ила, радиоактивных и других веществ, порча воды. | Формирование новых экосистем (в основном луговых и болотных) в зоне подтопления, зарастание вод, цветение; нарушение миграции рыб и других гидробионтов, Смена более ценных видов менее ценными; заболевания рыб (гельминты и другие паразит), забивание жаберных щелей рыб водорослями, разрушение нерестилищ и зимовальных ям. Потеря вкусовых качеств рыб. Увеличение вероятности заболеваний людей при контакте с водными массами (купание и т.п.) и продуктами промысла. |
3начиreльные площади земель вблизи водохранилищ испытывают подтопление в результате повышения уровня грунтовых вод. Эти земли, как правило, переходят в категорию заболоченных. В равнинных условиях подтопленные земли могут составлять l0% и более от затопленных. Уничтожение земель и свойственных им экосистем происходит также в результате их разрушения водой (абразии) при формировании береговой линии. Абразионные процессы обычно продолжаются десятилетиями, имеют следствием переработку больших масс почвогрунтoв, загрязнение вод, зaиление водохранилищ.
Таким образом, со строительством водохранилищ связано резкое нарушение гидрологического режима рек, свойственных им экосистем и видового состава гидробионтов. Так, Волга практически на всем протяжении (от истоков до Волгограда) превращена в непрерывную систему водохранилищ.
Ухудшение качества воды в водохранилищах происходит по различным причинам. В них резко увеличивается количество органических веществ как за счет ушедших под воду экосистем (древесина, другие растительные остатки, гумус почв и т. п.), так и вследствие их накопления в результате замедленного водообмена. Это своего рода отстойники и аккумуляторы веществ, поступающих с водосборов.
В водохранилищах резко усиливается прогревание вод, что интенсифицирует потерю ими кислорода и другие процессы, обуславливаемые тепловым загрязнением. Последнее, совместно с накоплением биогенных веществ, создает условия для зарастания водоемов и интенсивного развития водорослей, в том числе и ядовитых сине-зеленых (цианей). По этим причинам, а также вследствие медленной обновляемости вод резко снижается их способность к самоочищению. Ухудшение качества воды ведет к гибели многих ее обитателей. Возрастает заболеваемость рыбного стада, особенно поражение гельминтами. Снижаются вкусовые качества обитателей водной среды.
Нарушаются пути миграции рыб, идет разрушение кормовых угодий, нерестилищ и т.п. Вoлгa во многом потеряла свое значение как нерестилище для осетровых Каспия после строительства на ней каскада ГЭС.
В конечном счете перекрытые водохранилищами речные системы из транзитных превращаются в транзитно-аккумулятивные. Кроме биогенных веществ, здесь аккумулируются тяжелые металлы, радиоактивные элементы и многие ядохимикаты с длительным периодом жизни. Продукты аккумуляции делают проблематичным возможность использования территории, занимаемых водохранилищами, после их ликвидации. Имеются данные, что в результате заиления равнинные водохранилища теряют свою ценность как энергетические объекты через 50-100 лет после их строительства. Например, подсчитано, что большая Асуанская плотина, построенная на Ниле в 60-е годы будет наполовину заилена уже к 2025 году.
Несмотря на относительную дешевизну энергии, получаемой, за счет гидроресурсов, доля их в энергетическом балансе постепенно уменьшается. Это связано как с исчерпанием наиболее дешевых ресурсов, так и с большой территориальной емкостью равнинных водохранилищ. Считается, что в перспективе мировое производство энергии на ГЭС не будет превышать 5% от общей.
Водохранилища оказывают заметное влияние на атмосферные процессы. Например, в засушливых (аридных) районах, испарение с поверхности водохранилищ превышает испарение с равновеликой поверхности суши в десятки раз. Только с каскада Волжско-Камских водохранилищ ежегодно испаряется около 6 км. Это примерно2-3 годовые нормы потребления воды Москвой. С повышенным испарением связано понижение температуры воздуха, увеличение туманных явлений. Различие тепловых балансов водохранилищ и прилегающей суши обусловливает формирование местных ветров типа бризов. Эти, а также другие явления имеют следствием смену экосистем (не всегда положительную), изменение погоды. В ряде случаев в зоне водохранилищ приходится менять направление сельского хозяйства. Например, в южных районах нашей страны некоторые теплолюбивые культуры (бахчевые) не успевают вызревать, повышается заболеваемость растений, ухудшается качество продукции.
Издержки гидростроительства для среды заметно меньше в горных районах, где водохранилища обычно невелики по площади. Однако в сейсмоопасных горных районах водохранилища могут провоцировать землетрясения. Увеличивается вероятность оползневых явлений и вероятность катастроф в результате возможного разрушения плотин. Так, в 1960 г. в Индии (штат Гунжарат) в результате прорыва плотины вода унесла 15 тысяч жизней людей.
Вопросы:
1. Как влияют вышеизложенные процессы на границы оптимальных и лимитирующих факторов для различных популяций живых организмов?
2. Влияют ли эти процессы на численность популяций. К каким они относятся факторам: биотическим или абиотическим?
3. В чем проявляются нарушения деструкционной и концентрационной функций живого вещества под действием этих процессов?
4. Изменяются ли транспортная и рассеивающая функции живого вещества? Если да, то к каким последствиям приводят эти изменения?
5. Как воздействует деятельность человека по строительству и эксплуатации водохранилищ на характер функционирования экосистем, цепи питания и экологические пирамиды, границы экологических ниш, динамику экосистем, генофонд популяции?