Экология

НОВАЯ 
УНИВЕРСИТЕТСКАЯ 
БИБЛИОТЕКА 
 

 

 
 
 
Каменистые тропы науки – это горы литературы, 
уступы книг, которые нужно прочесть, усвоить. 
Но книги – это путеводитель, по которому можно 
ориентироваться на дорогах науки. 
А.Я. Яншин, академик 
 
 

Экология 

Издание 2-е, переработанное и дополненное 

Под редакцией Г.В. Тягунова и Ю.Г. Ярошенко 

Рекомендовано Министерством образования  
Российской Федерации в качестве учебника  
для студентов высших учебных заведений, обучающихся 
по техническим специальностям 

Москва · 

Логос 
2020

УДК 502.  
ББК 20.1  
Э40 
Авторы: 
В.Н. Большаков, В.В.Качак, В.Г. Коберниченко, В.И. Лобанов, 
А.В. Островская, B.JI. Советкин, Л.B. Струкова, Г.В. Тягунов, 
Г.Д· Харлампович, И.Ю. Ходоровская, И.С. Шахов, Ю.Г. Ярошенко 
Рецензенты: 
член-коореспондент РАН, доктор физико-математических наук,  
профессор В.Н. Чукаиов (Институт промышленной экологии  
Уральского отделения РАН), доктор технических наук, профессор  
А. В. Хохряков (Уральская государственная горно-геологическая  
академия) 
Э40 
Экология: Учебник. Изд. 2-е, перераб. и доп. / В.Н. Большаков, В.В. Качак, 
В.Г. Коберниченко и др.; Под ред. Г.В. Тягунова, Ю.Г. Ярошенко. – М.: Логос, 
2020. – 504 с.: ил. 

ISBN Даны современные представления о возникновении жизни на Земле, 
связанные с формированием биосферы. Описаны структура биосферы, закономерности существования и развития экосистем, взаимоотношения организма и среды, экология и здоровье человека, глобальные проблемы окружающей 
среды. Приведены подходы к моделированию экологических ситуаций и сценариев выхода из экологических кризисов. Значительное внимание уделено 
основам экологического права, профессиональной ответственности, международному сотрудничеству в области охраны окружающей среды, экологическим 
принципам рационального использования природных ресурсов и охраны природы, а также элементам системы управления качеством окружающей среды и 
концепции устойчивого развития в социальной сфере. Содержатся сведения об 
антропогенном и естественном загрязнении окружающей среды, дается представление об инженерных методах и средствах защиты окружающей среды от 
техногенных воздействий. 
Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям и специальностям техники и технологии, в особенности в области горнодобывающих отраслей, энергетики, химии и нефтехимии. Представляет интерес для исследователей проблем экологии, а также для руководителей и специалистов организаций и служб в области защиты окружающей среды, 
конструкторских и проектных учреждений. 

ББК 20.1 

ISBN 
© Коллектив авторов, 2020 
© Логос, 2020 

978-5-98704-716-3

Оглавление 
 

Введение......................................................................................................9 
Раздел I. БИОСФЕРА И ЧЕЛОВЕК........................................................18 
Глава 1. БИОСФЕРА: ВОЗНИКНОВЕНИЕ, РАЗВИТИЕ,  
ФУНКЦИИ.............................................................................................18 

1.1. Возникновение жизни на Земле:  этапы формирования 
биосферы .........................................................................................19 
1.2. Особенности функционирования живых организмов  и живых 
систем................................................................................................29 
1.3. Строение и функции биосферы. Круговорот веществ .........34 
1.4. Энергетика биосферы и трофические цепи...........................43 
Контрольные вопросы ..........................................................................51 
Глава 2. ЭКОСИСТЕМЫ: ЗАКОНОМЕРНОСТИ 
СУЩЕСТВОВАНИЯ И РАЗВИТИЯ...................................................51 

2.1. Структуры экосистем и их основные характеристики.........52 
2.2. Закономерности функционирования экосистем ...................58 
2.3. Изменчивость и стабильность экосистем..............................64 
2.4. Экология популяции................................................................67 
Контрольные вопросы ..........................................................................77 
Глава 3. ВЗАИМООТНОШЕНИЯ ОРГАНИЗМА  И СРЕДЫ...........78 

3.1. Экологические факторы среды обитания..............................78 
3.2. Адаптация живых организмов.  Закон толерантности.........88 
3.3. Лимитирующие факторы среды обитания ............................93 
3.4. Коэволюция видов...................................................................95 
Контрольные вопросы ..........................................................................97 
Глава 4. ЭКОЛОГИЯ И ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА .............................98 

4.1. Генетическое и культурное наследие человека ....................98 
4.2. Особенности развития экосистемы человека......................105 
4.3. Влияние среды обитания на здоровье человека..................111 
4.4. Энергетический и ресурсный потенциалы   
взаимодействия человека и природы.  Проблемы 
народонаселения...........................................................................113 
Контрольные вопросы ........................................................................121 
Раздел II. ГЛОБАЛЬНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ...........123 
Глава 5. ЕСТЕСТВЕННОЕ И АНТРОПОГЕННОЕ  
ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ .....................................123 

5.1. Химическое загрязнение.......................................................125 
5.2. Физическое загрязнение........................................................144 

5.3. Биологическое загрязнение...................................................157 
5.4. Экстремальные воздействия на биосферу...........................160 
Контрольные вопросы ........................................................................163 
Глава 6. ИЗМЕНЕНИЯ В БИОСФЕРЕ И ИХ ВЛИЯНИЕ  НА 
ЧЕЛОВЕЧЕСКОЕ ОБЩЕСТВО ........................................................164 

6.1. Изменения природной среды................................................164 
6.2. Проблемы урбанизации.........................................................165 
6.3. Проблемы «бедных» и «богатых» стран .............................173 
6.4. Экологическая обстановка в России....................................176 
Контрольные вопросы ........................................................................194 
Глава 7. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ КРИЗИСЫ  И КАТАСТРОФЫ.  
МЕРА ИХ ОПАСНОСТИ...................................................................195 

7.1. Основные элементы экологического кризиса.....................197 
7.2. Особенности современного экологического кризиса.........201 
7.3. Экологические катастрофы...................................................204 
7.4. Причины, порождающие экологические кризисы..............207 
Контрольные вопросы ........................................................................214 
Раздел III. ПРИРОДООХРАННАЯ ПОЛИТИКА................................215 
Глава 8. ОСНОВЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ПРАВА..........................215 

8.1. Экологическое право: источники,  определение,  
объекты..........................................................................................215 
8.2. Система управления охраной окружающей среды.............222 
8.3. Система управления качеством окружающей среды  в 
хозяйственной деятельности .......................................................229 
8.4. Международно-правовое сотрудничество  в области  
охраны окружающей среды.........................................................237 
Контрольные вопросы ........................................................................243 
Глава 9. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ РАЦИОНАЛЬНОГО 
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ ............................243 

9.1. Принципы и законы природопользования ..........................245 
9.2. Природные ресурсы. Их классификация  и экологоэкономическая оценка..................................................................249 
9.3. Материальные и энергетические ресурсы...........................255 
9.4. Рациональное использование природных ресурсов...........259 
Контрольные вопросы ........................................................................264 
Глава 10. ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ  
КАЧЕСТВОМ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ........................................264 

10.1. Оценка воздействия на окружающую среду.  
Экологическая экспертиза и экологический аудит ...................265 
10.2. Нормирование в области охраны окружающей среды.....267 

10.3. Экологический мониторинг................................................273 
10.4. Экологический контроль.....................................................285 
Контрольные вопросы ........................................................................289 
Глава 11. ОСНОВЫ ЭКОНОМИКИ   
ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ...............................................................290 

11.1. Социально-экономические аспекты   
природопользования.....................................................................291 
11.2. Планирование природопользования ..................................297 
11.3. Методы и механизмы экономического   
регулирования...............................................................................304 
11.4. Анализ эффективности природопользования   
на основе экобалансов..................................................................309 
Контрольные вопросы ........................................................................318 
Глава 12. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ  
СИТУАЦИЙ И СЦЕНАРИЕВ ВЫХОДА  ИЗ  
ЭКОЛОГИЧЕСКОГО КРИЗИСА ......................................................319 

12.1. Общие подходы к глобальному моделированию .............319 
12.2. Глобальные модели первого поколения:   
прогнозирование...........................................................................323 
12.3. Глобальные модели второго поколения:   
нормативный подход....................................................................329 
12.4. Глобальные модели третьего поколения:  проблемнопрогнозный анализ........................................................................333 
Контрольные вопросы ........................................................................341 
Глава 13. КОНЦЕПЦИЯ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ   
И НОВЫЙ УРОВЕНЬ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА ........342 

13.1. Основные факторы, способствующие формированию 
концепции устойчивого развития ...............................................342 
13.2. Начало перехода к устойчивому развитию  
международного сообщества.......................................................346 
13.3. Социальные и экономические аспекты  устойчивого 
развития .........................................................................................349 
13.4. Мир после конференции в Рио-де-Жанейро .....................356 
Контрольные вопросы ........................................................................362 
Раздел IV. ИНЖЕНЕРНЫЕ МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ 
ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ .....................................................................363 
Глава 14. ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ ..................................................363 

14.1. Загрязнение атмосферы и контроль ее качества...............363 
14.2. Классификация технологий и средств защиты  
атмосферы .....................................................................................369 

14.3. Аппараты для очистки газов...............................................378 
14.4. Системы комплексной очистки  газопылевых  
выбросов........................................................................................392 
Контрольные вопросы ........................................................................397 
Глава 15. ЗАЩИТА ГИДРОСФЕРЫ .................................................398 

15.1. Показатели качества воды и их контроль..........................399 
15.2. Промышленная классификация вод и систем 
водоснабжения..............................................................................405 
15.3. Технологии и средства защиты гидросферы.....................410 
15.4. Примеры схем и систем защиты гидросферы...................429 
Контрольные вопросы ........................................................................437 
Глава 16. ЗАЩИТА ЛИТОСФЕРЫ ...................................................437 

16.1. Классификация твердых отходов производства и 
потребления...................................................................................440 
16.2. Основные направления охраны и защиты  
литосферы......................................................................................443 
16.3. Технологии размещения отходов.......................................445 
16.4. Технологии обезвреживания и утилизации отходов........451 
Контрольные вопросы ........................................................................458 
Глава 17. ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ   
ОТ ФИЗИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ ...............................................458 

17.1. Защита от шума, инфразвука и вибрации..........................459 
17.2. Защита от электромагнитных полей ..................................465 
17.3. Защита от ионизирующего излучения...............................469 
Контрольные вопросы ........................................................................473 
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.......................................................................................474 
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК...................................................477 

Введение 

 
 
9

Введение 
 
В последние годы экологические проблемы стали неизбежными спутниками современной цивилизации. Острота этих проблем обусловлена активными вовлечением природных ресурсов в сферу хозяйственной 
деятельности человечества. 
Существование любого общества обеспечивается не только простым 
воспроизводством материальных благ, но и увеличением их разнообразия, а 
также улучшением их качественного состояния. Процесс этот непрерывен. 
Именно он предполагает использование расширяющегося спектра природных, материальных и энергетических ресурсов. При этом ресурсы любого 
вида преобразуются путем применения различных технологий в продукт потребления. Однако на этом жизненный цикл продукта не завершается. Он 
продолжает «жить» в другом качестве – либо в виде вторичного сырья, поступающего снова в производство, либо в виде отходов, возвращаемых в 
природную среду. Если иметь в виду, что современная цивилизация располагает сотнями тысяч технологий (от способов добычи полезных ископаемых 
до производства необходимых для человека товаров), то приведенная схема 
весьма четко представляет процесс воспроизводства материальных благ, отражает процесс непрерывного обмена различных веществ и энергий между 
природной средой и человеческим сообществом. 
В ходе такого обмена общество оказывает постоянное – и большей частью негативное – воздействие на окружающую природную среду, поскольку 
все используемые вещества и виды энергии являются компонентами природной среды, взаимосвязаны друг с другом и формируют природную систему. 
Поэтому извлечение любого из них не только затрагивает всю систему, но и 
вызывает в ней возмущения различной значимости, последствия которых 
могут проявиться сразу или в отдаленном будущем. Уровень таких, как правило, отрицательных последствий зависит от многих факторов и может оцениваться либо опытным путем, либо численно, да и то лишь в некоторых, 
весьма ограниченных случаях. 
Деятельность человека в его взаимоотношениях с природой на сегодняшний день привела к очевидным для большинства людей Земли преобразованиям условий жизни. Последствия человеческой (антропогенной) 
деятельности красноречиво выражаются в следующем: 
• изменяется ландшафт земной поверхности вследствие вырубки лесов, 
распашки степей, мелиорации, создания искусственных озер, морей, возведе