Экология

Экология

2-е издание, исправленное

Тетельмин В.В.
Язев В.А.

Национальный Открытый Университет “ИНТУИТ”
2016

2

Экология/ В.В. Тетельмин , В.А. Язев - М.: Национальный Открытый Университет “ИНТУИТ”, 2016

Характеристики основных геосфер Земли рассмотрены в взаимосвязи с проблемой современного
антропогенного влияния на них нефтегазовых объектов.
Освещена система правового регулирования экологических отношений в России. Приведены
принципиальные схемы обустройства нефтегазовых объектов. Изложены вопросы техники и
технологии защиты водной и воздушной сред, почвы и недр от загрязняющих веществ на
предприятиях нефтегазового комплекса.

(c) ООО “ИНТУИТ.РУ”, 2013-2016
(c) Тетельмин В.В., Язев В.А., 2013-2016

3

Окружающая природная среда

Природа и общество имеют общую материальную основу, являясь компонентами
единого целого. Общество составляют люди, социальные процессы и предметы,
извлеченные из природной среды и созданные трудом человека. Общество
представляет собой высшую форму движения материи. Общество как производная
природы может существовать и развиваться только в окружении природы при условии
взаимодействия с ней.

Окружающая природная среда и общество

Окружающая природная среда представляет собой все, что не включается в понятие
“общество”. Природа - это материя, которая окружает общество. Природа создает для
человека и общества необходимый биологический режим жизни. Человек воздействует
на природу, используя среду обитания в качестве средства и места жизни. В процессе
производства часть природной среды (вещество) изымается, меняет свою форму и
превращается в материальные ценности. Одновременно в самой природе происходят
негативные изменения, человек вносит диссонанс в динамику природных явлений,
природная среда заполняется отходами производства.

Понятие “охрана окружающей природной среды” связано с современным периодом,
когда стали осуществляться меры по предотвращению ее загрязнения. Это реакция
общества на возрастающие масштабы ухудшения состояния природы. Источниками
загрязнения являются отходы промышленности, энергетики, транспорта, газы, сточные
воды, нефть и нефтепродукты, бытовые отходы. Загрязнение Мирового океана нефтью,
вырубка лесов и обмеление рек, уничтожение почвенного и растительного покрова это следствие добычи полезных ископаемых. Химическое загрязнение не имеет границ:
следы человеческой деятельности в виде остатков ДДТ обнаруживаются во льдах
необитаемой Антарктиды. Ближний космос засорен остатками космических аппаратов.

В федеральном законе “Об охране окружающей природной среды” окружающая
природная среда (ОПС) рассматривается как совокупность природных объектов и
условий, в которых осуществляется жизнь и деятельность человека, включающая
литосферу, гидросферу, атмосферу, биосферу и околоземное космическое
пространство. В этом законе перечислены компоненты ОПС. Закон гласит, что охране
от загрязнения, порчи, повреждения, истощения, разрушения подлежат естественные
экологические системы, земля, ее недра, поверхностные и подземные воды, атмосфера
и озоновый слой атмосферы, леса и иная растительность, животный мир, природные
ландшафты, микроорганизмы, генетический фонд. Особой охране подлежат
государственные природные заповедники, редкие виды растений и животных.

Окружающая среда состоит из природных объектов: воздух, недра, почва, река,
участок леса, животное и др. Эту правовую категорию следует отличать от понятия
“природный ресурс”.

Природный ресурс - это совокупность запасов природных веществ и энергии, которые
используются обществом для удовлетворения своих потребностей. Например, река 
4

это природный объект, а запас гидравлической энергии реки - это природный ресурс.
Лес - это природный объект, а древесина на корню - это природный ресурс.
Продуктивный пласт - это объект, а извлекаемая из пласта нефть - это ресурс.

Юридическое понятие “недра” определяется как часть земной коры, расположенная
ниже почвенного слоя и дна водоемов, простирающаяся до глубин, доступных для
геологического изучения и освоения.

Водный объект - это сосредоточение вод на поверхности суши в формах ее рельефа
или в недрах, имеющее границы, объем и черты водного режима.

Животный мир - это совокупность всех видов живых организмов, находящихся в
состоянии естественной свободы.

Природная среда есть совокупность всей живой и неживой природы. Природа в
современном естествознании представляется динамичной, развивающейся через
кризисные состояния, катастрофы и разветвления (точки бифуркации). Современная
картина жизни определяет кризисные состояния как необходимую составляющую
развития материи. Система “общество-природа” по достижении точки бифуркации
перестраивается. Бифуркация - это толчок к развитию биосферы по какому-то новому
пути.

Компоненты природной среды, влияющие на организмы, называют экологическими
факторами. К ним относят:

абиотические - компоненты неживой природы (литосфера, гидросфера, атмосфера,
почва, климат):
биотические - особи и популяции в природных сообществах:
антропогенные - деятельность человека, приводящая к изменению среды обитания
организмов. Антропогенный фактор вызван популяционным взрывом и разрушает
биосферу.

Недостаток или избыток того или иного экологического фактора (экологического
воздействия) ведет к невозможности существования живых организмов. В таких
случаях говорят о лимитирующих экологических факторах.

Экосистемы - это динамические системы в определенном пространстве, которые
образуют живые организмы и среда их обитания. Все части экосистемы
взаимодействуют друг с другом, используя потоки энергии и создавая круговорот
вещества. Размер экосистем может быть различным - они рассматриваются на
различных иерархических уровнях: от глобального до отдельных географических
объектов.

Биосфера - это единая глобальная экосистема, включающая в себя совокупность всех
живых организмов на Земле - биоценоз, а также гидросферу, часть атмосферы и
литосферы. Перечисленные земные оболочки наряду с другими (астеносферой,
верхней и нижней мантией, ядром нашей планеты) образуют геосферы.

5

Жизнь сосредоточена главным образом на поверхности Земли, в почве и
приповерхностном слое океана. В количественном отношении преобладают формы
живых организмов, стоящие на относительно низком уровне эволюционного развития:
вклад растений в общую биомассу составляет 99%. Среди животных 96% видов беспозвоночные и только 4% видов - позвоночные, из которых лишь десятая часть млекопитающие.

Главная функция биосферы - обеспечение круговорота химических элементов и
вещества между гидросферой, атмосферой, литосферой и живыми организмами.
Основным источником энергии для обеспечения подобного движения вещества
является Солнце. В результате биологического круговорота происходит созидание
органического вещества и его последующее разрушение. Определяющим звеном этого
процесса являются растения; с ними связано образование свободного кислорода при
фотосинтезе. В круговороте участвует множество химических элементов и соединений,
из которых наиболее важные вода, углерод, сера, азот и фосфор.

Биота биосферы обуславливает преобладающую часть химических превращений на
планете. Отсюда суждение В.Вернадского об огромной преобразующей геологической
роли живого вещества. На протяжении органической эволюции живые организмы
тысячекратно пропустили через себя всю атмосферу, весь объем мирового океана,
массу почвы и минеральных веществ.

Благодаря способности трансформировать солнечную энергию в энергию химических
связей растения и живые организмы выполняют мощную средообразующую функцию.
Эта функция регулирует и обеспечивает необходимые для жизни состав атмосферы,
радиационный и тепловой режим на планете, водный баланс и климатические
особенности больших пространств, самоочищение воздуха и рек, поддержание
плодородия почв.

Именно поэтому следует различать:

ресурсы биосферы, возобновляемые ресурсы веществ и энергии, находящиеся под
контролем живых организмов;
ресурсы техносферы, захваченные человеком и вырванные им из биотического
круговорота, находящиеся вне контроля со стороны биосферы.

Атмосфера - внешняя газовая оболочка Земли, на 99% состоящая из азота и кислорода.
Современные процессы образования газов на Земле подразделяются на три группы:
биогенные (
 и др.): физико-химические (
 и др.);

техногенные (
 и др.). Районы месторождений нефти и газа являются

поставщиками многих газов в атмосферу: 
 и др. Споры бактерий и

грибов встречаются на высоте до 20 км от поверхности Земли. Важнейшую роль в
развитии живых организмов играет озоновый слой атмосферы, который поглощает
губительное для организмов ультрафиолетовое излучение Солнца.

Гидросфера - это водная оболочка Земли, куда входят воды океанов, морей,
континентальных водоемов и ледяных покровов. Развитие органического мира тесно
связано с гидросферой: мировой океан - это место скопления огромного количества

6

биологических, минеральных и энергетических ресурсов. В зависимости от
температуры, солености, давления и глубины изменяются виды подводных растений и
организмов. Океанский фитопланктон поставляет почти половину кислорода
атмосферы.

Литосфера включает земную кору и верхний слой мантии - астеносферу. Основная
масса организмов сосредоточена в почвенном слое литосферы, однако жизнь в ней
опускается на глубину проникновения воды - до 7 км.

Геологическая среда рассматривается как природная среда недропользования,
связанная с геологическими объектами и процессами. К геологическим объектам
относят осадочный и гранитно-метаморфический слои литосферы, а также гидросферу.
К геологическим процессам относят геодинамические, эндогенные и экзогенные
процессы, которые сформировали внутренние и внешние геосферы, природные
ландшафты и месторождения полезных ископаемых.

Действие геодинамических и эндогенных процессов (землетрясения, извержения
вулканов и подводные излияния лав) разрушительно проявляются на тектонически
активных континентальных окраинах, зонах спрединга и субдукции, трансформных
разломах, в коллизионных складчатых поясах.

Экзогенные процессы (оползни, лавины, эрозия, карсты и др.) проявляются на
поверхности Земли повсеместно в результате длительных процессов выветривания.

Недра - это часть земной коры от нижней границы почвенно-растительного слоя на
суше или от поверхности морского дна до предельно возможной глубины ее
использования. В то же время следует иметь в виду, что на объектах недропользования
разрушительному воздействию подвержен почвенно-растительный слой на больших
территориях.

Техносфера - это часть биосферы, преобразованная деятельностью человека. Развитие
производительных сил общества, нерегулируемый рост населения планеты и его
потребностей идет за счет возрастания материального производства, разрушительно
воздействующего на природную среду. Наиболее опасными техногенными объектами
являются тепловые и электрические станции, угледобывающие и горнометаллургические предприятия, нефтегазовые промыслы, химические и
нефтеперерабатывающие заводы, магистральные нефте- и газопроводы, танкеры для
транспортировки нефти и сжиженного газа, подземные хранилища нефти и газа,
радиохимические заводы, пункты захоронения отработанного ядерного топлива.

Основные понятия и определения защиты окружающей среды

Общественные отношения - это отношения между людьми по поводу использования
предметов материального мира, а не отношение человека к вещи или объекту природы.

Окружающая природная среда становится объектом общественных отношений
вследствие использования и эксплуатации ее полезных свойств. Именно в результате
эксплуатации природных ресурсов и возникает необходимость охраны объекта

7

природы от неправильного, нерационального использования.

Воздействие на ОПС считается вредным, если оно ухудшает условия жизни человека,
условия обитания и воспроизводства живых организмов, условия устойчивого
функционирования экологических систем.

Общественные отношения по поводу охраны ОПС классифицируются в зависимости
от характера вредного воздействия.

Во-первых, это общественные отношения (ОО) по поводу химического воздействия на
природу. Имеется в виду загрязнение атмосферного воздуха в результате выбросов
загрязняющих веществ, загрязнение вод стоками, загрязнение почвы химическими
удобрениями и ядохимикатами.

Во-вторых, это ОО по поводу ухудшения состояния ОПС в результате вредных
физических воздействий: шум. вибрации, электромагнитные поля, радиационное
загрязнение, отвалы, скважины.

В-третьих, это общественные отношения по поводу предотвращения вредных
биологических воздействий в связи с применением биотехнологий, загрязнения ОС
вредными микроорганизмами.

В некоторых регионах России степень отрицательного антропогенного воздействия на
ОПС достигла такого уровня. что возникает необходимость объявления этих
территорий зонами экологического бедствия.

Рассмотрим пример сброса сточных вод в водные объекты. Соответствующее
предприятие (субъект) получило право хозяйственного ведения, оперативного
управления или право собственности на воду. Предприятие (субъект) осуществляет
забор воды из водного объекта для использования ее в технологическом процессе
(например, в бурении или обессоливании нефти). В процессе бурения вода насыщается
десятками химических веществ. После того как вода становится ненужной для бурения
скважины, владелец или собственник отказывается от своего права собственности на
воду, сбрасывая ее в реку. Отказ от права собственности, связанный со сбросом
загрязненной воды в окружающую среду, представляет собой опасность для природы и
общества.

Аналогичная ситуация с выбросом ЗВ в атмосферу, когда в воздушную среду
поступают отработанные газы и сажа или в ОПС поступают отходы производства. Во
всех этих случаях собственник или владелец отказывается от права собственности на
загрязняющие вещества, выбрасывая или сбрасывая их в ОПС. Из этого следует, что
правовая природа экологических общественных отношений имеет имущественный
характер.

Экология - это синтетическая наука, которая делится на множество разделов, из
которых можно выделить три основные:

общая экология или биоэкология изучает взаимоотношения живых систем с
окружающей средой и между собой:

8

геоэкология изучает динамику геосфер, включая биосферу, их взаимодействие и
геофизические условия жизни;
прикладная экология изучает аспекты инженерной и социальной охраны среды
обитания человека.

Термин “экология” был предложен Э.Геккелем в 1886 г. и первоначально обозначал
одну из ветвей биологии, изучающую взаимосвязь видов живых существ и среды их
обитания. В настоящее время понятие “экология” существенно расширилось. Часто
высоким словом экология пользуются не по делу. Например, экология не нужна для
уборки улиц, для установки фильтров на дымовой трубе. Экология нужна раньше - при
обосновании новых технологий, материалов и новой техники.

Задачей экологии как науки является исследование действия окружающей среды на
жизнедеятельность организмов, деятельности человека на окружающую среду, а также
восстановление нарушенных человеком естественных природных условий. Экология
также служит научной основой рационального использования природных ресурсов,
включая полезные ископаемые.

Антропогенный ландшафт - преобразованный человеческой деятельностью природный
ландшафт. Обычно действующие и заброшенные объекты недропользования выглядят
удручающе.

За 100 лет техносфера увеличилась до 40 млн км , а биосфера суши сократилась на
15%: площадь деградированных земель достигла 2 млрд га: площадь лесов снизилась
до 38 млн км . Ежегодно на дорогах мира появляются 16 млн новых автомобилей.
Появились новые виды оружия массового поражения. Более того, человек раздвинул
границы техносферы далеко за пределы биосферы: космос, недра, океаны, микромир.
Можно сказать, что в результате деятельности человека искусственное вытесняет
естественное.

Решения, найденные природой за миллионы лет, оптимальны и имеют большую
ценность. Попытки перекроить природу в угоду потребностям человека приводят к
созданию искусственных экосистем с энергетической эффективностью, гораздо
меньшей, чем у природных.

Сегодняшний человек живет в обществе потребления. Объем использования человеком
вещества и энергии для удовлетворения своих надбиологических потребностей возрос
в сотни раз. Суммарная масса выбросов загрязняющих веществ в земную атмосферу
составляет около 20 млрд т. в том числе 15 млрд т диоксида углерода. В результате
уровень антропогенного воздействия на природу приблизился к пределу устойчивости
биосферы, а по некоторым параметрам превзошел этот предел. Человечество на этом
пути не достигло счастья, однако потеряло возможность жить в ладу с природой и
самим собой. Единственно приемлемой этической основой взаимоотношений человека
и природы должно быть “благоговение перед жизнью”.

Все вышеперечисленное требует разумного, рационального подхода к
природопользованию вообще и недропользованию, в частности. Принцип
экологического рационализма не должен подменяться экономической

9

целесообразностью или интересами отдельных социальных групп.

Главными задачами экологической охраны природы являются сохранение природных
ландшафтов и их биоценоза, научно обоснованное землепользование, восстановление
чистоты водного и воздушного бассейнов, экологизация технологических процессов,
связанных с природопользованием.

Вся сумма воздействий человека на природную среду состоит из трех групп факторов:
населения, потребления и технического прогресса.

Численность населения является важнейшим геоэкологическим фактором, поскольку
она предопределяет потребности общества в питании, одежде и других услугах и
ресурсах. Численность населения продолжает расти и по прогнозам должна
стабилизироваться на уровне 10 млрд человек. Существует опасность, что потребности
населения Земли превзойдут имеющиеся ресурсы, что может привести к
геоэкологическому кризису и кровопролитным конфликтам. В некоторых странах
Африки численность населения уже непроизвольно регулируется вследствие
межплеменных столкновений и гражданских войн.

Потребление является вторым важнейшим геоэкологическим фактором. Потребности
людей растут быстрее, чем численность населения. Разница в уровнях потребления
различных стран очень велика. Развитые страны также в большей степени используют
системы жизнеобеспечения Земли, сбрасывая в воду и воздух значительно больше
загрязнителей, чем развивающиеся страны. С 1900 г. объем мирового промышленного
производства увеличился почти в 25 раз. Регулирование антропогенного давления на
экосферу Земли может проводиться посредством управления численностью населения
или величиной всемирного потребления, или обоими путями сразу.

Технический прогресс - это третий важнейший геоэкологический фактор. Под этим
термином понимается весь комплекс процессов переработки природных ресурсов и
использования систем жизнеобеспечения Земли. Человечество ежегодно
перерабатывает около 100 млрд т сырья, используя при этом энергетические мощности
до 
 кВт. Все эти процессы антропогенны и не характерны для природы: сырье

извлекается из невозобновляемых ресурсов; энергия производится благодаря сжиганию
горючих ископаемых, не вовлеченных в естественные круговороты вещества:
произведенные продукты выбрасываются на свалки через относительно короткое
время, вызывая загрязнение окружающей среды.

Именно технический прогресс вызывает процессы деградации экосферы. Вместе с тем
технический прогресс рассматривается как надежда, благодаря которой можно решить
им же порожденные основные геоэкологические проблемы. Очевидно, что
человечеству необходимо в ближайшее время обеспечить переход к новым, менее
вредным и более управляемым технологиям.

Технологии недропользования преимущественно являются разрушающими, поэтому
эта отрасль далека от гармоничного взаимодействия с природной средой. Поэтому же и
возникло научное направление, которое получило название геоэкология
недропользования.

10