Курганский государственный университет
Создание экологически безопасной образовательной среды, как компонента комплексной системы безопасности детского реабилитационного центра
Бабушкина Н.А.
Руководитель - ассистент Елена Павловна Богданова
Консультант - д.п.н., профессор Наталья Павловна Несговорова
Курган, Россия
Введение
Актуальность исследования: сегодня актуальны вопросы экологической безопасности окружающей среды. Немало важно, чтобы окружающая человека среда была безопасна.
Разработка экологически безопасной образовательной среды и подбор оптимальных элементов может способствовать не только развитию знаний, но и оздоровлению и реабилитации граждан. Компонентом комплексной образовательной среды может выступить - экологическая тропа, созданная на территории образовательного учреждения.
Тема исследования: Создание экологически безопасной образовательной среды, как компонента комплексной системы
безопасности детского реабилитационного центра.
Цель исследования: разработать проект экологической тропы в детском реабилитационном центре, отвечающая требованиям экологической безопасности.
Задачи исследования:
- проанализировать литературу по ландшафтному дизайну природной и городской среды;
- провести предпроектную оценку территории детского реабилитационного центра;
- подобрать экологически безопасные материалы и оборудование экологической тропы;
- оформить паспорт экологической тропы.
Объект исследования: территория ДРЦ г. Кургана, ул. Бульвара Мира,20.
Предмет исследования: проект экологической тропы, как компонента комплексной образовательной среды.
Проблема исследования: создание экологически безопасной образовательной среды в детском реабилитационном центре, требует комплексного подхода к ее разработке.
Гипотеза исследования: создание экологически безопасной образовательной среды в детском реабилитационном центре, будет более эффективно тогда, когда:
- будет проведена комплексная оценка территории, включающая оценку природных условий;
- разработанная экологическая тропа будет отвечать требованиям экологической безопасности.
Методы исследования:
- теоретический анализ литературы;
- проектирования, моделирования (построение 3D моделей в компьютерной программе «Наш сад Рубин»);
- методы полевого исследования (работа с измерительными приборами).
Теоретическое значение исследования: обобщен теоретический материал по проектированию ландшафтного дизайна территории детского образовательного учреждения.
Практическое значение исследования: разработан проект экологической тропы детского реабилитационного центра города Кургана.
Глава 1. Экологическая безопасность городской и природной среды
Безопасность ландшафта - это состояние защищенности наиболее значительных или характерных черт ландшафта, продиктованных ег о значимостьюкак наследия, которая вытекает из его естественной конфигура ции и (или) является результатом человеческой деятельности [49].
Экологическая безопасность ландшафта социоприродной среды определяется рядом факторов (рис. 1):
- безопасность окружающей среды и её компонентов;
- комфортность окружающей среды;
- безопасность и комфортность визуальной среды.
Рис. 1 Экологическая безопасность ландшафта социоприродной среды
экологический тропа образовательный ландшафтный
Безопасность визуальной среды - один из главных компонентов жизнеобеспечения человека. До тех пор пока человек большую часть времени пребывал в естественной природной среде, проблем в области видеоэкология практически не было. Но процессы урбанизации внесли существенные изменения в нашу жизнь. И касается это не только плохого воздуха, загрязненной воды и повышенной радиации, о которых много и часто говорят в связи с экологическими проблемами. Резко изменилась видимая нами среда, ее цветовая гамма, структура окружающего пространства [49].
Безопасность компонентов окружающей среды - безопасность, системы безопасности. Все опасности тогда реальны, когда они воздействуют на конкретные объекты (объекты защиты). Объекты защиты, как и источники опасностей, многообразны. Каждый компонент окружающей среды может быть объектом защиты от опасностей. В порядке приоритета к объектам защиты относятся человек, общество, государство, природная среда (биосфера), техносфера и т.п.
Комфортность природных условий - определённое сочетание температуры внутренних поверхностей ограждающих конструкций, температуры, влажности, чистоты и подвижности воздуха, светового режима, создающее благоприятные условия для пребывания людей.
Комфортность социоприродной среды - сложное и многоаспектное понятие. А.Ф. Лебедев, В.С. Преображенский, Е.Л. Райх, обратив внимание на множественность и иерархичность понятия «человек» в системе «человек - среда», одними из первых выявили различия систем этого понятия, выделенных по биологическому и социально-экономическому признакам, акцентируя внимание на том, что каждому уровню рассмотрения (индивид, популяция, общество и т. д.) соответствует своя среда и свои способы адаптации к ней [17].
Комфортность ландшафта - мера эколого-биологической и социально-психологической благоприятности условий жизни людей в данном ландшафте (комфортные, дискомфортные). Это существенная характеристика ландшафта как окружающей человека среды учитывается при решении вопросов рационального использования ресурсов и охраны среды жизни [17].
Безопасность компонентов и элементов ландшафта - облик ландшафта зависит от слагающих его элементов и компонентов и расположения их в пространстве.
Под элементами ландшафта понимаются участвующие в его образовании отдельные:
1) материальные объекты: определенный набор видов и форм растений, деревьев, кустарников, трав;
2) характер рельефа: откосы, холмы, кочки, террасы, камни, каналы, озера, ручьи, реки;
3) определенные виды животных, птиц, инженерные и архитектурные сооружения.
Под компонентами ландшафта понимается более сложные материальные объекты, состоящие из взаимосвязанных элементов ландшафта, например сложные формы земной поверхности: долина, овраг, пойма реки, растительность в виде определенных ценозов, например, сосновый бор, ельник, ансамбль архитектурных сооружений. Состав элементов и компонентов, их связь в ландшафте не случайны, они обусловлены всей предшествующей историей данного географического ландшафта [35].
Комфортность компонента ландшафта - мера медико-биологической и социально-психологической благоприятности условий жизни людей в данном ландшафте.
Уникальность и эстетичность компонентов и элементов ландшафта - эстетика ландшафта - одно из прикладных направлений в ландшафтоведении, которое изучает процесс отражения красоты природной среды в форме чувственного образа (перцепции). Перцепция (чувственное восприятие) влияет на психику и состояние здоровья человека [35].
Рис. 2. Модель безопасности ландшафта
Средовые факторы и природно - климатические условия окружающей среды оказывают огромное влияние на безопасность и комфортность ландшафта определенной территории (городского, природного ландшафта). Безопасность и комфортность жизни напрямую зависит от условий и тех природно-территориальных комплексов, в которых находится человек (рис. 2). Компоненты природной среды - составные части экосистем: воздух, поверхностные и подземные воды, недра (включая грунты, горные породы), почвы, растительный и животный мир . Одним из негативных факторов окружающей среды выступают кислотные осадки [34].
Кислотные осадки оказывают вредное воздействие не только на отдельные предметы или живые существа, но и на их совокупность. В природе и в окружающей среде образовались сообщества растений и животных, между которыми, как и между живыми и неживыми организмами, существует постоянный обмен веществ. Эти сообщества, которые можно также называть экологической системой, обычно состоят из четырех групп: неживые объекты, живые организмы, потребители и разрушители.
Влияние кислотности в первую очередь сказывается на состоянии пресных вод и лесов. Обычно воздействия на сообщества бывают косвенными, т.е. опасность представляют не сами кислотные осадки, а протекающие под их влиянием процессы (например, высвобождение алюминия). В определенных объектах (почва, вода, ил и т.д.) в зависимости от кислотности могут возрасти концентрации тяжелых металлов, так как в результате изменения pH изменяется их растворимость. Через питьевую воду и животную пищу, например, через рыбу в организм человека также могут попасть токсичные металлы. Если под действием кислотности изменяются строение почвы, ее биология и химия, то это может привести к гибели растений (например, отдельных деревьев). Обычно эти косвенные воздействия не являются местными и могут влиять на расстоянии нескольких сотен километров от источника загрязнения [13].
Кислотные осадки, их причины и последствия. Меры их предотвращения
Кислотные осадки - выпадение осадков в виде дождя и снега с повышенной степенью кислотности в результате антропогенного химического загрязнения атмосферы, что приводит из-за подкисления водоемов и почвы к снижению плодородия почв и угрожает существованию жизни в водоемах.
Двуокись серы - основной загрязнитель, обусловливающий появление кислых осадков. В присутствии паров воды сернистый ангидрид превращается в раствор серной кислоты. Таким же образом из двуокиси углерода и окислов азота образуются угольная и азотная кислоты. К ним примешиваются органические кислоты и некоторые другие соединения, что в сумме и дает раствор с кислой реакцией (кислые или кислотные осадки).
Доля SO2 в образовании кислых осадков составляет около 70%. 20-30% кислых осадков связано с другими выбросами. Появлению кислых осадков способствует также СО2. Из-за ее постоянного присутствия в атмосфере нормальной является pH осадков равная 5,6.
Кислотные осадки - не новое явление. Впервые они зарегистрированы еще в 1907-1908 годах в Англии. К настоящему времени отмечены случаи выпадения осадков с pH 2,2-2,3. Такие значения близки к кислотности лимонного сока или бытового уксуса.
Наиболее распространены кислые осадки в северном полушарии. Здесь значительны выбросы кислых веществ и благоприятны условия для их мокрого осаждения в виде дождей, снега, туманов [22].
Длительные периоды с отрицательными температурами усугубляют продолжительность действия кислых осадков. Дело в том, что последние в значительной мере нейтрализуются аммиаком. Зимой же его выделение из почв, органики, минеральных удобрений и других источников незначительны вследствие прекращения действия микроорганизмов-аммионификаторов.
Кислые осадки особенно типичны для Скандинавских стран, а также Англии, ФРГ, Бельгии, Дании, Польши, Канады, северных районов США. Не единичны случаи конфликтных ситуаций из-за их трансграничных переносов. Так, отдельные районы Норвегии, Финляндии, Исландии, Дании, по имеющимся данным, на 80-90% загрязняются со стороны ФРГ и Люксембурга. Для Швеции доля осадков извне близка к 70%. В России очаги образования кислых осадков приходятся на Кольский полуостров, Норильск, Челябинск, Красноярск и другие районы. В наши дни в Санкт-Петербурге pH дождя колеблется от 4,8 до 3,7, в Красноярске - от 4,9 до 3,8, в Казани - от 4,8 до 3,3. В городах до 70-90% загрязнений в атмосферу, в том числе и для образования кислых осадков, поставляет автотранспорт.
Отрицательное влияние кислых осадков разнообразно. Они действуют на почвы, водные экосистемы, растения; памятники архитектуры, строения и другие объекты [12].
Действие кислых осадков на почвы. На почвы кислые осадки оказывают наиболее ощутимое отрицательное воздействие в северных и тропических районах. В первом случае это связано с тем, что подкисляются и без того кислые (подзолистые и их разновидности) почвы. Эти почвы, как правило, не содержат природных соединений, нейтрализующих кислотность (карбонат кальция, доломит и др.) [18].
Тропические почвы, хотя и имеют нейтральную и щелочную реакцию, но также не содержат веществ - нейтрализаторов кислотности в силу интенсивного и постоянного промывания дождями.
Попадая в почву, кислые осадки увеличивают подвижность и вымывание катионов, снижают активность редуцентов, азотофиксаторов и других организмов почвенной среды. При pH, равной 5, и ниже в почвах резко увеличивается растворимость минералов, из них высвобождается алюминий, который в свободной форме ядовит. Кислые осадки также повышают подвижность тяжелых металлов (кадмия, свинца, ртути). В ряде мест кислые осадки и продукты их действия (алюминий, тяжелые металлы, нитраты и др.) проникают в грунтовые воды, а затем в водоемы и водопроводную сеть, где также способствуют высвобождению из труб алюминия и других вредных веществ. Результатом этого является ухудшение качества питьевой воды [11].
Действие кислых осадков на водные экосистемы. Попадая в водные источники, кислые осадки повышают кислотность и жесткость воды. Многие гидробионты очень чувствительны к изменению этих показателей. При pH водной среды ниже 6 обычно сильно подавляется деятельность ферментов, гормонов и других биологически активных веществ, от которых зависит рост и развитие организмов. При этом взрослые организмы менее зависимы от pH среды. Отрицательное действие pH проявляется в основном на яйцеклетках и молоди. В данном случае гибель чаще наступает не от прямого действия загрязнителей на организмы, а через невозможность их размножения [11].