Экологический мониторинг состояния биосферы Алтайского края

Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Курсовая работа

Экологический мониторинг состояния биосферы Алтайского края



Содержание

1 Биосфера

1.1 Биоразнообразие животных и растений Алтайского края

1.2 Взаимоотношение живых организмов в природе

2 Защита окружающей природной среды

2.1Атмосфера

2.1.1Загрязнение воздушного бассейна выбросами промышленных предприятий (на примере ТЭЦ )

2.1.2 Выбросы загрязняющих веществ от автотранспорта

2.1.3Технические принципы и методы очистки выбросов от загрязняющих веществ

2.2 Литосфера

2.2.1 Образование отходов производства и потребления (на примере ТЭЦ)

2.2.2 Способы утилизации, обезвреживания и вторичного использования отходов

2.3 Гидросфера

2.3.1 Использование водных ресурсов промышленными и сельскохозяйственными предприятиями (на примере ТЭЦ)

2.3.2 Методы очистки сточных вод

3 Список использованных источников

загрязнение воздух очистка отходы вода



Введение

…И твердит природы голос:

«В вашей власти, в вашей власти,

Чтобы все не раскололось

На бессмысленные части!»

Л.Мартынов

Движение за охрану природы зародилось в России еще до 1917 г., причем существовали различные взгляды на его необходимость. Одна из концепций, основывающаяся преимущественно на эстетических и этических критериях, представлена в работах А.П. Семенова-Тянь-Шанского. Основа этой концепции - в убежденности, что человечество представляет собой элемент, само существование которого разрушает присущую природе гармонию.

В другой концепции (Г.А. Кожевникова и В.В. Станчинского) природа представлена как некая четкая структура, характеризующаяся взаимозависимостью между составляющими ее биологическими компонентами и относительной равновесностью, а человечество рассматривалось как нечто чуждое гармоничным и исконно существующим природным системам. Приверженцы этой концепции были глубоко обеспокоены тем, что цивилизация с большой скоростью разрушает равновесие в природных системах и рискует разрушить саму себя.

Сторонники третьей, утилитарной концепции исповедовали принцип устойчивого урожая и максимальной эффективности использования природных ресурсов. Они были склонны к узкому толкованию понятия «ресурсы» и руководствовались критериями сиюминутной хозяйственной выгоды. Живое делили на «полезное» и «вредное» и последнее обрекали на истребление. Прагматики не учитывали целостность экологических систем и были восприимчивы к целям и методам, навязываемым политическим руководством.

В настоящее время Россия активно участвует в работе международных конференций и организаций по охране окружающей среды, присоединилась к многочисленным международным соглашениям в этой области.

Усилиями средств массовой информации и экологов в сознание людей и в государственную практику России внедряют понятие экологической безопасности как элемента государственной и личной безопасности. [2;27]



1 Биосфера

Биосфера представляет собой глобальную экосистему - совокупность всех биоценозов (экосистем) нашей планеты В 1875 г. австрийский геолог Э. Зюсс впервые ввел в научную литературу современный термин «биосфера», понимая под ним область взаимодействия основных оболочек Земли: атмо-, гидро- и литосферы, где встречаются живые организмы. Заслуга создания целостности учения о биосфере принадлежит В.И. Вернандскому. Используя этот термин, он создал науку «биосфера», ввел понятие «живое вещество» - совокупность всех живых организмов, а также отвел живым организмам роль главнейшей преобразующей силы планеты Земля, учитывая деятельность организмов не только в настоящее время, но и в прошлом. Поэтому биосфера - это все пространство, где существует или когда - либо существовала жизнь, т.е. где встречаются живые организмы или продукты их жизнедеятельности. Биосфера включает в себя:

- аэробиосферу - нижнюю часть атмосферы;

- гидробиосферу - всю гидросферу;

- литобиосферу - верхние горизонты литосферы (твердой земной оболочки).

Верхняя граница биосферы теоретически определяется озоновым слоем. Нижняя граница существования активной жизни традиционно определяется дном океана 11022 м (максимальная глубина Марианской впадины) и глубиной литосферы, характеризующейся температурой 100? С (около 6000 м, по данным сверхглубокого бурения на Кольском полуострове). [2;196]

1.1 Биоразнообразие животных и растений Алтайского края

Алтайский край общей площадью 168 тыс. км ² - это гигантский экотон, расположенный на стыке горных систем Алтая, Салаира и Западно-Сибирской равнины. В Алтайском крае находятся уникальные для России ландшафты и сообщества системы ленточных боров в лесостепи и степи, субаридные гранитные мелкосопочники и кряжи, реликтовые черенвые леса с липой и черневая тайга, реликтовые комплексы с элементами лесостепи в Средне- высоких горах, комплексы с горными тундрами на предельно низких высотах Западного Алтая. Эти и другие замечательные особенности природных комплексов обеспечивают значительное видовое богатство и высокий уровень эндемизма (уникальности) биоты.

В Алтайском крае представлено около 2200 видов растений, около 600 видов мохообразных, около 400 видов лишайников и 300 видов грибов, 90 видов млекопитающих и 330 видов птиц, 7 видов рептилий, 5 видов амфибий, около 30 видов рыб. По некоторым группам организмов (насекомые, паукообразные, простейшие) на сегодняшний день отсутствуют даже оценочные данные о численности видов.

Выделяют три различных компонента биоразнообразия: генетическое разнообразие (сумма генетической информации, содержащейся в генах всех организмов), видовое разнообразие или видовое богатство (количество разных видов организмов и разнообразие экосистем), количество разных местообитаний сообществ микроорганизмов, разнообразие экологических процессов. [5 ]

1.2 Взаимоотношение живых организмов в природе

Живые организмы поселяются друг с другом не случайно, а образуют определенные сообщества, приспособленные к совместному обитанию. Среди огромного разнообразия взаимосвязей живых существ выделяют определенные типы отношений, имеющие много общего у организмов разных систематических групп. По направлению действия на организм все они подразделяются на позитивные, негативные и нейтральные. Позитивные отношения - симбиоз. Симбиоз - сожительство, форма взаимоотношений, при которой оба партнера или один из них извлекает пользу от другого. Различают несколько форм взаимополезного сожительства живых организмов.

Кооперация. Хорошим примером является сожительство раков отшельников с мягкими коралловыми полипами - актиниями. Рак поселяется в пустой раковине моллюска и возит ее на себе вместе с полипом. Такое сожительство взаимовыгодно - перемещаясь по дну, рак увеличивает пространство, используемое актинией для ловли добычи, часть которой, пораженная стрекательными клетками актинии, падает на дно и поедается раком.

Мутуализм - широко распространенная форма взаимополезного сожительства, когда присутствие партнера становится обязательным условием существования каждого из них. Один из самых известных примеров таких отношений - лишайники, представляющие собой сожительства гриба и водоросли. В лишайнике гифы гриба, оплетая клетки и нити водорослей, образуют специальные всасывающие отростки, проникающие в клетки. Через них гриб получает продукты фотосинтеза, образованные водорослями. Водоросль же из гиф гриба извлекает воду и минеральные соли.

Комменсализм. Одна из широко распространенных форм симбиоза - взаимоотношений, при которых один вид получает пользу от сожительства, а другому это безразлично. Например, крупные морские животные (акулы, дельфины) и рыбы лоцманы. При больших скоростях, развиваемых акулой или дельфином, образуется так называемый слой трения. Лоцманы, попадая в этот слой, движутся с той же скоростью, не затрачивая больших усилий, и кормятся остатками пищи животных, которых они сопровождают.

Антибиотические отношения. Антибиоз - форма взаимоотношений, при которой обе взаимодействующие популяции или одна из них испытывают отрицательное влияние. К антибиозу относят: хищничество, паразитизм и конкуренцию.

Нейтрализм. Нейтрализм - форма взаимоотношений, при которой совместно обитающие на одной территории организмы не влияют друг на друга. При нейтрализме особи разных видов не связаны друг с другом непосредственно, но, формирую биоценоз, зависят от состояния сообщества в целом.

Все перечисленные формы биологических связей между видами служат регуляторами численности животных и растений в биоценозе, определяя степень его устойчивости; при этом, чем богаче видовой состав биоценоза, тем устойчивее сообщество в целом. [6 ]



2. Защита окружающей природной среды

На протяжении последнего столетия научные сообщества констатируют уменьшение биологического разнообразия в основном под влиянием антропогенного фактора. В стратегии сохранения редких и находящихся под угрозой исчезновения видов животных, растений и грибов основными причинами сокращения видового разнообразия в настоящее время называются следующие:

- уничтожение, разрушение и загрязнение местообитаний;

- чрезмерное изъятие и истребление природных популяций животных и растений;

- интродукция чужеродных видов;

- распространение болезней животных и растений.

Государственное и муниципальное экологическое управление должно носить комплексный характер. В природе все взаимосвязано и взаимообусловлено. При осуществлении одних управленческих функций, в отношении одних природных ресурсов, окружающей среды в одном месте, в одно время необходимо принять комплекс мер для того, чтобы не сводить на нет полезность иных функций, не допускать отрицательного влияния на состояние других природных ресурсов, на окружающую природную среду в другом месте, в другое время.

Существует пассивный способ в охране раритетных фитоценозов, а именно охрана с помощью заповедного и заказного режимов; издание Красной книги Алтайского края; создание биологических флор (энциклопедии биологии редких и исчезающих видов); картирование ареалов редких и исчезающих видов.

На сегодняшний день система ООПТ Алтайского края включает государственный природный заповедник «Тигирецкий», природный парк «Ая», 36 комплексных природных заказников, 51 памятник природы. Общая площадь всех ООПТ 766 тыс. га.

На сегодняшний день система ООПТ Алтайского края находится в стадии формирования. Пока что для них не разработаны программы развития, практически не выделяются средства на организацию охраны и проведение природоохранных мероприятий.

Таким образом, в существующем виде система ООПТ и система государственного управления мало эффективна для сохранения биологического разнообразия Алтайского края. Также существуют прямые активные способы, которые предполагают проведение специальных биотехнических и организационных мероприятий: исключение из эксплуатационного фонда; охрана от грибковых заболеваний, вредителей; тушение пожаров; экологическая реставрация нарушенных земель; сохранение генофонда растений в коллекциях культур invitro с использованием методов биотехнологий и др. Введение в культуру редких и хозяйственно ценных видов флоры остается одним из самых эффективных путей сохранения природных ресурсов.

В последние годы в Алтайском крае ярким положительным примером является выстраивание системы выявления и пресечения сельскохозяйственных палов.

На территории края ежегодно регистрируется до 1000 сельскохозяйственных палов. Для их пресечения, выявления виновных в организации поджогов и привлечения их к административной ответственности издано постановление Администрацией Алтайского края от 01.01.2001 г. № 000 «О предотвращении на территории Алтайского края сельскохозяйственных палов в весеннее - осенний период», но сумма, назначенных в качестве административного наказания штрафов, несоизмерима с ущербом, нанесенным биологическому разнообразию.

В целом приходится констатировать, что существующая система охраны окружающей среды малоэффективна как на региональном, так и на федеральном уровне. [2;]



2.1 Атмосфера

Атмосфера - газовая оболочка планеты. На Земле сформировалась в результате геологической эволюции и непрерывной деятельности организмов.

Поскольку атмосфера является наружной оболочкой Земли, она «разграничивает» планету и космическое пространство, ослабляя ряд поступающих из космоса излучений и сглаживая резкие колебания температуры в биосфере. Кроме того, она является средой распространения микроорганизмов, семян, плодов, а также местообитанием многих насекомых, птиц и млекопитающих.

Первичный состав планеты Земли определили газообразные продукты химических реакций, происходивших в первичном веществе под воздействием высоких давлений и температур; при этом в земной атмосфере оказалось так много паров воды, что большая их часть сконденсировалась, образовав первичный океан. Эти процессы продолжаются на Земле и сейчас, хотя уже совсем не так интенсивно, как в начале эволюции.

И ныне обновляется земная кора, а вулканы выбрасывают разнообразные газы, присутствие которых в современной атмосфере незаметно. Причина в том, что все газы находятся в динамическом равновесии друг с другом, с океаном и с веществами земных пород.

Сухой воздух, лишенный твердых примесей, по составу практически одинаков по всей территории земного шара. На уровне моря он представляет собой физическую смесь газов - преимущественно азота и кислорода.

К числу наиболее важных характеристик атмосферы Земли, имеющих существенное эколого-биологическое значение, относится наличие в ней озонового слоя, резко ослабляющего часть ультрофиолетового спектра электромагнитного излучения Солнца, крайне опасную для всего живого на Земле. [ 2;207]



2.1.1 Загрязнение воздушного бассейна выбросами промышленных предприятий

Окружающая среда - основа жизни человека, а ископаемые ресурсы и вырабатываемая из них энергия является основой современной цивилизации. Без энергетики у человечества нет будущего - это очевидный факт. Однако, современная энергетика наносит ощутимый вред окружающей среде, ухудшая условия жизни людей.

Тепловые электростанции работают на относительно дешевом органическом топливе - угле и мазуте. Это невосполнимые природные ресурсы.[7]

Воздух как природный ресурс представляет собой общечеловеческое достояние. Постоянство его состава (чистота) - важнейшее условие существования человечества. Поэтому любые изменения состава рассматриваются как загрязнение атмосферы.

Основными ингредиентами загрязнения атмосферы являются оксиды углерода (СО), азота (NO_X) и серы (SO_X), углеводороды (C _nH_m) и взвешенные частицы (пыль). [2;]

При сжигании топлива на ТЭЦ образуются продукты сгорания, в которых содержатся: летучая зола, частички несгоревшего пылевидного топлива, серный и сернистый ангидрид, оксид азота, газообразные продукты неполного сгорания. При сжигании мазута образуются соединения санадия, кокс, соли натрия, частицы сажи. В золе некоторых видов топлива присутствует мышьяк, свободный диоксид кальция, свободный диоксид кремния.

Окись серы, попадая с выбросами в атмосферу, наносит большой ущерб животному и растительному миру, она разрушает хлорофилл, имеющийся в растениях, повреждает листья и хвою. Окись углерода, попадая в организм человека и животных, соединяется с гемоглобином крови, в результате чего в организме возникает недостаток кислорода и как следствие, происходят различные нарушения нервной системы. Оксид азота снижает прозрачность атмосферы и способствует образованию смога. Продукты сгорания, попадая в атмосферу, вызывают выпадение кислотных дождей и усиливают парниковый эффект.

В районах расположения ТЭЦ, наряду с возрастанием доли углекислого газа, уменьшается доля кислорода в атмосфере, т.к. большое количество кислорода расходуется при сжигании топлива.

Учитывая всю опасность продуктов сгорания, выбрасываемых теплоэлектростанциями, их проектирование и строительство ведется с максимальным соблюдением экологических требований, целью которых является недопущение выбросов вредных веществ, превышающих допустимые концентрации

Барнаул входит в «приоритетный список» городов России с наибольшими показателями загрязнения воздушной среды. По данным лаборатории мониторинга окружающей среды «Алтай ИГМС» в 2005 г. 24 раза объявлялось чрезвычайное предупреждение о необходимости снижения выбросов в атмосферу. [7]

2.1.2 Выбросы загрязняющих веществ от автотранспорта

Ежегодно в мире выпускается свыше 2,5 млн. автомобилей. К 2000 г. Численность мирового автомобильного парка достигла 500 млн. единиц, из них около 400 млн. легковых. Среди источников загрязнения атмосферного воздуха автомобили занимают первое место. Загрязнение воздуха городов, крупных поселков с интенсивным движением автотранспорта заставляет искать альтернативу автомобилю с двигателем внутреннего сгорания. Многообещающим является электромобиль на аккумуляторах, хотя здесь много вопросов и нерешенных проблем.

Важным является создание не загрязняющего атмосферу общественного транспорта, это и метрополитен, скоростные железные дороги, транспортные средства на магнитной подушке и др.[1;] Выбросы в атмосферу города Барнаула автотранспортом бенз(а)пирена в среднем превышает стандарт ВОЗ в 2,7 раза, в некоторых районах города в 5 раз, а выбросы диоксида азота составляет в среднем 2 ПДК, что в 2 раза выше среднего значения по России. Загрязненность формальдегидом составляет 4,3 ПДК, что выше в среднем по России в 2,8 раза. С2001 по 2005 гг. отмечается рост загрязненности диоксидом серы, диоксидом азота, формальдегидом, бенз(а)пиреном. Надо отметить, что в состав выхлопных газов автотранспорта входит более 200 химических соединений, из которых токсичны не только бенз(а)пирен, но и свинец, а также соединения свинца. В автомобильных пробках при сжигании 1 л бензина в воздух поступает 200-700 мг свинца в атмосферу.

Вблизи автомобильных дорог содержание свинца в почвах составляет от 40мг/кг до 300 мг/кг. Непосредственно в Барнауле в почвах отмечены аномалии в содержаниях свинца (до 70-100 мг/кг), цинка - (500-600 мг/кг), что в 5,6 раз превышает фон и в 2 раза выше ПДК, лития - 28,4 мг/кг, что намного выше фона.[8]

2.1.3 Технические принципы и методы очистки выбросов от загрязняющих веществ

Наряду с контролем содержания загрязняющих веществ в охране атмосферного воздуха выделяются следующие меры:

-совершенствование и экологизация технологии всех производственных процессов, переход к безотходным технологиям;

- архитектурно-планировочные мероприятия;

- экологически обоснованное землепользование;

- инженерно - организационные мероприятия.

На каждом предприятии и для каждого территориально-промышленного комплекса (ТПК) разрабатывается комплексный план по охране атмосферного воздуха.

Совершенствование и экологизация технологических процессов заключается в создании безотходных технологических процессов на основе:

- разработки принципиально новых технологий и технологических средств;

- комплексного использования сырья и утилизации отходов производства;

- повышения эффективности работы пыле- газоулавливающих установок;

- организации территориально - промышленных комплексов с замкнутой системой использования вещества, включая отходы производства;

- создание более прогрессивных в отношении уменьшения загрязнения окружающей среды технологических схем;

- замена вредных веществ в производстве безвредными или менее вредными и т.д.

Перечисленные выше технологические мероприятия не охватывают всех возможных приемов экоголизации технологии для снижения выбросов в атмосферу.

Самой действенной мерой охраны атмосферного воздуха является строительство предприятий, работающих по принципу безотходного производства, исключающих выбросы в атмосферу. Это принципиально новый подход, основанный на цикличности использования материальных потоков. Эта цикличность подсказана самой природой, и она должна стать основой перспективного, малоотходного и ресурсосберегающего производства. Только на этой основе можно найти близкое к оптимальному взаимодействие между развивающейся цивилизацией и окружающей средой. Концепция безотходного производства как идея была предложена нашим учеными академиками Н.Н Семеновым, И.В. Петряновым - Соколовым, Б.Н. Ласкориным и др.

Архитектурно-планировочные мероприятия. В новых промышленных районах должны быть проведены микроклиматические обследования еще до начала планировки и застройки, а также выполнен анализ возможных ветровых потоков приземном слое атмосферы. Данные этих обследований следует учитывать при размещении предприятий, например, не следует размещать предприятия с большим выбросами вредных веществ местах застоя воздуха, в низинах, котлованах, а также в районах с часто повторяющимися туманами и повышенными приземными инверсиями.

Следует уделять особое внимание взаимному расположению предприятий и жилых районов.

Создание территориально-промышленных комплексов позволяет лучше решать вопросы планировки жилых районов, создание автомобильных дорог в обход населенных пунктов, рационального использования сырья и материалов, утилизации отходов и т.д. все это снижает загрязнение окружающей среды и позволяет сократить сроки строительства.

Экологически обоснованное землепользование. В эту группу входит комплекс приемов, включающих типизацию осваиваемой территории, борьбу с природной запыленностью, рациональное размещение предприятий, создание санитарно-защитных зон, планировку жилых районов, озеленение населенных пунктов. Согласно требованиям СанПин 2.2.1/2.1.1 1031-01 «Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов», для снижения вредного влияния на здоровье людей выбрасываемых в атмосферу пыли и газов, промышленные предприятия с технологическими процессами, являющимися источниками выделения в окружающую среду вредных веществ, надо располагать вдали от жилых массивов с подветренной стороны и отделять санитарно-защитными зонами.

Инженерно-организационные мероприятия. Если существующие методы очистки не обеспечивают соблюдения санитарных норм на границе санитарно-защитных зон, то прибегают к инженерно-организационным мероприятиям. К ним в первую очередь относятся действия Госавтоинспекции по регулированию интенсивности дорожного движения (снижение интенсивности движения транспорта на отдельных перегруженных городских магистралях); увеличение высоты труб, через которые осуществляются газопылевые выбросы в атмосферу; повышение скорости движения газов по этим трубам и др.

Интенсивность загрязнения воздуха автотранспортом зависит от организации дорожного движения: она возрастает при торможении, при работе двигателя на малых оборотах и т.д. Эта проблема решается путем развязки пересечений дорог на разных уровнях, создание на дорогах «зеленой волны» (движение автомобиля по магистрали на зеленый свет светофора), прокладки дорог в выемках, строительство объездных дорог и т.д. [3]

2.2 Литосфера

Литосфера - верхняя «твердая» оболочка Земли, постепенно переходящая с глубиной в сферы с меньшей прочностью вещества. Она включает в себя земную кору и часть верхней мантии Земли.

Считается, что мощность литосферы составляет 50-200 км, в том числе земной коры - до 75 км на континентах, 10 км под дном океана.

Верхняя часть земной коры постоянно видоизменяемая под влиянием механического и химического воздействий, погодно-климатических факторов, растений и животных, выделяется в отдельный слой, называемый корой выветривания.

В настоящее время установлено, что более чем на 80 % земная кора состоит из кислорода, кремния и алюминия, а также железа и кальция. Менее всего земная кора содержит инертных газов - гелия, неона и радона, что связано с их высокой подвижностью: они легко переходят в атмосферу, откуда рассеиваются в космическом пространстве. Одновременно земная кора пополняется космическим веществом, выпадающим в виде метеоритов и космической пыли.

Химические элементы земной коры образуют естественные соединения, состоящие из одного, но чаще всего из нескольких элементов. Эти соединения носят название минералы. Известно более 3000 минералов, большинство из которых являются кристаллами и обычно имеют форму многогранников. Наиболее распространены - полевые шпаты (55 %)иные силикаты (15 %), кварц (12 %), различные виды слюды (3 %), магнетит и гематит (3 %).на поверхности коры выветривания формируется почвенный покров - основа земельного фонда биосферы. Он представляет собой самостоятельную земную оболочку - педосферу.

Твердая часть почвы состоит их минеральных и органических веществ. Минеральный состав определяется составом почвообразующих пород, возрастом почвы, особенностями рельефа, климата и т.д. Органический - формируется из соединений, содержащихся в большом количестве в растениях и животных остатках.

В результате перемещения и превращения веществ почва любого типа расчленяется на отдельные слои или горизонты, сочетание которых составляет профиль почвы.

Почва является главным звеном всех наземных биоценозов и биосферы Земли в целом, а также одним из основных природных ресурсов. [2;]

Рис. 1 Строение литосферы (разрез)[9]



2.2.1 Образование отходов производства и потребления

В настоящее время на всей территории Алтайского края сложилась сложная в сфере обращения с отходами производства и потребления, в том числе в части организации системы сбора и утилизации отходов.

По статистическим данным, в крае в 2010 году образовалось три миллиона тонн отходов, из которых фактически использована треть, обезврежено 2,8 %. Основной объем отходов приходится на предприятия, относящиеся к таким видам экономической деятельности, как добыча полезных ископаемых - 758 тыс.тонн, производство и распределение электроэнергии, газа и воды - 628 тыс. тонн.

Большой объем и высокие темпы накопления отходов потребления и слабое развитие индустрии вторичной переработки приводят к тому, что захоронение отходов на свалках является основным методом их утилизации. Всего на территории края имеет около 1500 мест размещения твердых бытовых отходов, из которых более 90 % не отвечают требованиям санитарных правил: отсутствуют подъездные асфальтированные дороги, ограждения, спецтехника для утилизации отходов.

Кроме того не осуществляется рекультивация отработанных участков, что приводит к расширению территории полигонов и свалок.

В крае 182 организации занимаются сбором и вывозом твердых бытовых отходов, 28 организаций - утилизацией. В 18 муниципальных районах имеются организации, занимающиеся утилизацией и захоронением отходов. Работа мусоросортировочного комплекса организована только в городе Барнауле, в пяти городских районах организован сбор вторичных материальных ресурсов. [4]

2.2.2 Способы утилизации, обезвреживания и вторичного использования отходов

Человек, создавая комфортные условия существования, производит все новые и новые виды предметов быта, досуга, продуктов питания. При этом добывает и перерабатывает природные ресурсы, а «производит» огромное количество отходов.

Отходы, поступающие в биосферу за счет техногенной деятельности можно подразделить на три основные категории: коммунально-бытовые, сельскохозяйственные, промышленные. Отходы делятся на жидкие и твердые.

Твердые - это отходы металлов дерева и других материалов, пыли минерального и органического происхождения и поступающие от очистных сооружений в системе очистки газовых выбросов, а также промышленный мусор (резина, бумага, ткань, песок и т.д.).

К жидким относятся осадки сточных вод после их обработки, а также шламы пылей минерального и органического происхождения в системе мокрой очистки газов.

Главными способами обезвреживания твердых бытовых отходов являются:

- кладирование (на полигонах);

- компостирование;

- сжигание.

Промышленные способы переработки ТБО такие, как мусороперерабатывающие и сжигающие заводы, целесообразны только в крупных промышленных центрах. Организация полигонов для ликвидации ТБО целесообразна для всех населенных мест, причем, следует учитывать, что через 3….15 лет территорию полигонов можно будет использовать для сельского хозяйства, лесных насаждений и т.д.

Эффективным способом утилизации мусора является переработка его на компост, используемый в сельскохозяйственном производстве. Компостирование бытового мусора может производиться в полевых условиях и на мусороперерабатывающем заводе.

Заводы по сжиганию мусора выполняют одновременно несколько функций - вырабатывают теплоэнергию и производят вторичные продукты.

На территории России действуют около 10 мусоросжигательных заводов, на которых перерабатывается приблизительно 3 % ТБО, 9 % вывозятся из городов на более чем 1000 полигонов ТБО, а остальная масса поступает на свалки. Проблема отходов усложняется тем, что естественное разложение различных материалов требует определенного времени. Поэтому, кроме разработки технологий переработки мусора во всем мире ведутся работы по созданию упаковочных материалов, разлагающихся под действием солнечного света, воды, воздуха.

Главным путем в решении проблемы ТБО является их сокращение. В г. Барнауле ТБО характеризуется следующим составом: пищевые отходы - 25-30 %, бумага - 20-4 %, кожа, резина - 0,5-0,6 %, металл - 1-4 %, стекло - 3-5 %, полимеры - 1-5 %, камень - 1,5-3 %. В Алтайском крае по нормативным расчетам ежегодно образуется 400 тыс. тонн ТБО.

Производственные отходы (практически все) содержат ценные вещества, которые используются как вторичные материалы. Это позволяет уменьшить загрязнение окружающей среды. [3]

2.3 Гидросфера

Гидросфера - жидкая оболочка планеты. Человек, являясь сухопутным обитателем, воспринимает Землю прежде всего как сушу, однако при рассмотрении из космоса наша планета представляется планетой воды, ибо ѕ ее занимают водные поверхности океанов, морей, континентальных водоемов и ледников, причем ѕ - это нижний предел величины, т.к. площадь, покрываемая гидросферой, существенно меняется и достигает в декабре-феврале 443 млн. км² или около 87 % поверхности Земли, равной 510 млн. кв².

Гидросфера состоит из всех океанов, морей, рек, озер, водохранилищ, болот, подземных вод, ледников, снежного покрова, а также содержит атмосферную и почвенную влагу и биологическую воду.

Вода столь широко распространена не только на Земле. Ее достаточно много в окружающем нас космическом пространстве. Так полюса Марса покрыты ледяными шапками; спутники Юпитера, Сатурна и некоторых других планет - полностью льдом; ядра комет состоят изо льда; атмосфера Венеры имеет значительное количество паров воды и т.д. Однако, на поверхности иных планет вода существует только в твердом или парообразном состоянии, а на Земле она преимущественно жидкая.

Мировой океан. Океаны и моря отождествляют с гидросферой не случайно - они образуют ее основную массу или более 90 %. Поверхность океана совсем не идеально гладкая и местами на ней есть горы и впадины. Так, к югу от острова Новая Гвинея поднят почти на 80 м относительно земного эллипсоида. Северная часть Атлантики представляет собой плато высотой 67 м, а знаменитый Бермудский треугольник - нечто вроде котла глубиной в несколько десятков метров.

Средняя температура поверхности океана составляет + 17,8? С, самая «горячая» поверхность - у Тихого океана, 19,4? С, а самая холодная - подо льдом Северного Ледовитого океана, -0,75? С.

Солевой состав. Суммарную массу растворенных солей Мирового океана оценивают в 48 000 000 млрд. тонн, и если бы соли осели на дно, то образовался бы слой толщиной 30 м.плотность соленой воды больше плотности пресной. Однако, при таянии ледников, айсбергов и морского льда океанская вода становится менее плотной. Поэтому айсберги плавают как бы на подушках из почти пресной, легкой воды.

Подземные воды. Подземные воды - связующее звено для всей гидросферы Земли. Они же замыкают геологический круговорот воды. Однако, о подземных водах известно меньше всего, особенно о глубоко залегающих, поэтому и оценки массы этих вод сильно расходятся.

С глубиной температура в земной коре растет, и в ней все больше образуется парообразной воды. Подземные воды образуют разнообразные водоносные системы. Простейшая из них - пористый или трещиноватый пласт, заполненный водой и залегающий на водоупорном слое или между водоупорными слоями.

Подземные воды, как и все другие составляющие гидросферы имеют свою растворенную «атмосферу» с повышением давления растворимость газов растет. Общая масса газов, растворенных в подземных водах, видимо, превышает массу газов, растворенных в Мировом океане, и приближается к массе наземной атмосферы.

Льды и снега. Вода, образующая снежно-ледовые объекты, по количеству является одной из основных составляющих гидросферы.

Температура в ледниках с глубиной растет и у дна часто достигает точки плавления при данном давлении. Ледниковые льды имеют и свою «атмосферу», которая содержится в пузырьках с атмосферными газами.

По сравнению с ледовыми образованиями, подземными водами и особенно с Мировым океаном, остальные компоненты гидросферы, независимо от их важности для человека либо конкретного биоценоза, по массе ничтожно малы, даже вместе взятые. Поэтому их объединяют в особую группу - малые составляющие гидросферы. В нее входят: озера, реки, болота, почвенные воды и атмосферная влага. Содержащаяся в живых организмах Земли вода должна быть отнесена к этой группе, однако особая преобразующая роль живого обуславливает отдельное рассмотрение биологической воды.

Гидросфера отличается динамичностью, движущей силой которой служит круговорот воды.

Круговорот воды между сушей и океаном через атмосферу оказывается весьма сложной системой, включающей частные круговороты и разветвленный каскад фильтров, в том числе биосферный, пройдя через который полностью или частично вода, в конце концов, снова оказывается в основном хранилище воды - Мировом океане.[2;228]



Рис. 2 Состав гидросферы [9]

2.3.1 Использование водных ресурсов промышленными и сельскохозяйственными предприятиями

Мы ошибочно полагали, что в распоряжении человечества находятся неисчерпаемые запасы пресной воды и что они достаточны для всех нужд. Следует повторить еще раз, что это было глубоким заблуждением. Человечеству не угрожает недостаток воды, ему грозит нечто худшее - недостаток чистой воды.

Проблема недостатка пресной воды возникла по следующим основным причинам:

1.Интенсивное увеличение потребностей в воде в связи с быстрым ростом народонаселения планеты и развитием отраслей деятельности, требующих огромных затрат водных ресурсов.

2. Потери пресной воды вследствие сокращения водоносности рек и других причин.

3. Загрязнение водоемов промышленными и бытовыми стоками.

Потребности же в чистой, пресной воде с каждым годом растут. Достаточно отметить, что на производство 1 тонны стали расходуется 250 м³, меди - 500 м³, целлюлозы -1500 м³ воды. Крупнейшим водопотребителем является сельское хозяйство. Для получения 1 тонны пшеницы требуется 1500 м³ воды, а 1 тонны хлопка - 10000 м³. За вегетационный период на 1 га кукурузы расходуется 3000 м³, капусты - 8000 м³, риса - 12000-20000 м³ воды.

Расход воды на промышленные нужды составляет 40%, сельское хозяйство - 24 %, бытовые расходы - 17%. Суммарный объем забора свежей воды, например, в 1991 г., равнялся 3 % среднемноголетнего стока. Однако, по ряду бассейнов рек (Кубань, Дон, Терек, Урал, Исеть, Миасс, Тобол и др.) величина водозабора достигает 50 % и более, что превышает экологически допустимый отбор воды.

В 90-е гг. ХХ века антропогенное загрязнение природных вод стало носить глобальный характер и существенно сократило доступные эксплуатационные ресурсы пресной воды на Земле.

Основными источниками загрязнения являются промышленные и коммунальные канализационные стоки, смыв с полей части почвы, содержащей различные агрохимикаты, дренажные воды систем орошения, стоки животноводческих ферм, попадание в водоемы осадками и ливневыми стоками аэрогенных загрязнений.

Годовой объем промышленных коммунально-бытовых и сельскохозяйственных стоков в мире достиг 6,7 % или около 2,5 тыс. км. естественного речного стока на планете, а по наличию примесей в воде практически сравнялся с ним. Антропогенные загрязнения воды по сравнению с природными водами (растворы и взвеси) более опасны и во много раз сильнее снижают ее качество.[1]

Данные по опробованию реки Оби выявили присутствие повышенных содержаний фенолов, соединений азота. На территории города Барнаула воды мелких водотоков (Барнаулка, Штабка) практически не защищены от техногенного загрязнения. В них обнаружены повышенные содержания мышьяка, бора, селена, марганца, соединений азота, урана. [8]

Злободневная проблема, связанная с угольными ТЭЦ - золоотвалы, которые являются очагами скопления тяжелых металлов и обладают повышенной радиоактивностью. Тяжелые металлы и радиация попадают в окружающую среду, либо воздушным путем, либо с грунтовой водой. ТЭЦ загрязняют водоемы, сбрасывая в них теплую воду, в результате чего происходит цепная реакция, водоем зарастает водорослями, в нем нарушается кислородный баланс, что в свою очередь несет угрозу жизни

На сегодняшний день в крае практически не развиты механизмы сбора ртутьсодержащих отходов от населения. Остается нерешенным вопрос о ликвидации пришедших в негодность и запрещенных к применению пестицидов и агрохимикатов. Общей проблемой для муниципальных образований края остается несанкционированное размещение отходов.

Радиоактивность шлаков ТЭЦ - 2 города Барнаула колеблется от 23 до 29 мкр/час, а ТЭЦ - 3 от 20 до 27 мкр/час. Фоновые значения радиоактивности почвы к северу от Новоалтайска составляет 10,2 мкр/час. Следовательно, радиоактивность шлаков предприятий теплоэнергетики краевого центра превышает фоновые значения более чем в 2-2,8 раза. Шлаки ТЭЦ - 2 города Барнаула содержит наиболее высокие концентрации урана и тория, коэффициенты концентраций которых составляют 8,1 и 6,2 соответственно. [4]

2.3.2 Методы очистки сточных вод

Качество воды - это характеристика состава и свойств воды, определяющая ее пригодность для конкретных видов водопользования.

Под водопользованием понимают порядок, условия и формы использования водных ресурсов. Нормирование качества воды водоемов проводят в соответствии с «Правилами охраны вод» (1991 г.), которые устанавливают нормы качества воды водоемов для условий: хозяйственно-питьевого, коммунально-бытового и рыбохозяйственного водопользования. В соответствии с «Правилами охраны вод» вода, организованно возвращаемая с помощью технических сооружений и средств из хозяйственного звена круговорота воды в естественные звенья (океаны, озера, реки, литосферу) называют возвратной водой - это обобщенное название отводимых в водный объект сточных, сбросных дренажных вод.

Сточная вода - это разновидность возвратной воды; включает хозяйственно-бытовую сточную воду населенных мест, дождевую (снеговую) сточную воду, стекающую с застроенных территорий, производственную сточную воду.

Методы, применяемые для очистки сточных вод, могут быть разделены на три группы:

1. механические;

2. физико-химические;

3. биологические.

Для ликвидации бактериального загрязнения сточных вод применяют их обеззараживание (дезинфекцию). Очистку бытовых сточных вод осуществляют сооружения с естественной биологической очисткой и сооружения с искусственной биологической очисткой. Естественная биологическая очистка сточных вод осуществляется на полях фильтрации, полях орошения, в биологических прудах и т.п. Для искусственной биологической очистки применяют специальные сооружения: аэротенки, биофильтры, аэрофильтры. В этих сооружениях очистка протекает более интенсивно, чем на полях орошения, полях фильтрации и прудах, потому что искусственным путем создаются лучшие условия для активной жизнедеятельности микроорганизмов.

Биологические фильтры - сооружения, в которой сточная вода фильтруется через загрузочный материал, покрытый биологической пленкой, образованной колониями микроорганизмов. Аэротенки - длинные железобетонные резервуары прямоугольного сечения, в которых медленно движется смесь активного ила и сточной воды. Для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов аэротенк непрерывно поступает воздух, который не только является источником кислорода, но и поддерживает активный ил во взвешенном состоянии. После аэротенков или биофильтров очищенные от органических примесей сточные воды поступают во вторичные отстойники, которые служат для задержания активного ила или биологической пленки, поступающих вместе со стоками. Во вторичных отстойниках хлопья ила легко оседают, чистая живая вода бежит в реку, а ил вновь направляется «на работу».

На промышленных предприятиях, как правило, приходится отводить три основные вида сточных вод:

-производственные, представляющие собой воды, отработавшие в технологическом процессе производства или получающиеся при добычи полезных ископаемых;

- бытовые - от санитарных узлов административных и производственных корпусов, мытья полов и т.д.;

- атмосферные - дождевые и от таяния снега.

Количество, состав и концентрация загрязнений сточных вод промышленных предприятий зависят от многих факторов: вида перерабатываемого сырья, технологического процесса, производства, качества воды и других факторов.

Поэтому для очистки производственных сточных вод в зависимости от состава их загрязнений применяют различные методы очистки. Их можно условно подразделить на деструктивные и регенеративные.

Деструктивные методы очистки сводятся к разрушению загрязняющих воду веществ путем их окисления или восстановления. Образующиеся при этом продукты распада удаляются из воды в виде осадков или газов или остаются в форме растворимых минеральных солей. Эти методы применяются для сточных вод с органическими примесями, не представляющими технической ценности, или в качестве доочистки после регенерационных методов. Регенеративные методы позволяют извлекать и утилизировать содержащиеся в воде ценные вещества. Регенеративные методы не всегда очищают воду до такого состояния, в котором ее можно сбрасывать в водоемы. В этих случаях воду дочищают деструктивными методами.

Во всех случаях очистка стоков первой стадией этого процесса является механическая очистка, предназначенная для освобождения воды от взвешенных и коллогедных частиц. Следующим этапом очистки является удаление из воды растворенных в ней химических соединений физико-химическими, химическими, электрохимическими, биологическими методами. Во многих случаях применяют комбинации методов.

Производственные стоки, не поддающиеся очистке описанными выше методами, или если эти методы неприменимы по технико-экономическим показателям, подвергаются выпариванию, сжиганию или закачке в глубокие поглощающие пласты. [3]

Земли вблизи водохранилищ, непосредственно примыкающих к тепловым электростанциям, подвергаются постоянному подтоплению из-за повышения уровня грунтовых вод, в результате происходит заболачивание значительных территорий. Под действием воды при формировании береговой линии разрушается значительные участки почвы, происходит абразия. Абразионные циклы длятся десятилетиями, при этом происходит переработка большой массы почвогрунтов, заиливание дна водохранилища и загрязнение воды.

Загрязняют окружающую среду и сточные производственные воды ТЭЦ, содержащие нефтепродукты. Эти воды станция сбрасывает после химических промывок оборудования, поверхностей нагрева паровых котлов и систем гидрозолоудаления.

Усовершенствование конструкций оборудования тепловых электростанций, неукоснительное соблюдение норм его эксплуатации позволяет снизить до минимума количество нефтепродуктов, поступающих в сточные воды, а применение ловушек и отстойников практически исключает их попадание во внешнюю среду, но только при условии полной технической исправности этих очистных сооружений. [7]



Список использованных источников

1.Степановских А.С. Экология. Учебник для вузов. М.: Юнита - ДАНА. 2001 г. 703 с.

2.Николайкин Н.И., Николайкина Н.Е., Мелехова О.П. Экология. Учебник для вузов. 2003 г. 624 с.

3.Лобанова З.М.Учебное пособие. Экология и защита биосферы. Барнаул. Издательство АлтГТУ. 2009 г. 228 с.

4.Интернет ресурс. www.prirodasibiri.ru Общественно - экологический информационный ресурс Природа Сибири.

5.Интернет ресурс. http://pandia.ru/text/781351/141.php Научно - практическая конференция. Мироненко О.Н.

6.Интернет ресурс. www.school415.narod.ru Основы экологии.

7.Интернет ресурс. www.saveplanet.ru/artikles_114.html Сохраним планету.

8.Интернет ресурс. E-lib.gasu.ru/konf/biodiversity/2008/2109.pdf Антропогенное загрязнение городов Алтайского края. Гусева О.И.

9.Интернет ресурс. https://ru.wikipedia.org/

Размещено на Allbest.ru

...