Экологический кризис в России и пути его преодоления

Размещено на http://www.allbest.ru/

Экологический кризис в России и пути его преодоления

Бугаян С.А.

Хозяйственная деятельность человечества в течение последнего столетия привела к серьезному загрязнению нашей планеты разнообразными отходами производства. Воздушный бассейн, воды и почва в районах крупных промышленных центров часто содержат токсичные вещества, концентрация которых превышает предельно допустимую (ПДК). Поскольку случаи значительного превышения ПДК достаточно часты, и наблюдается рост заболеваемости, связанной с загрязнением природной среды, в последние десятилетия специалисты и средства массовой информации, а вслед за ними и население стали употреблять термин “экологический кризис” (ЭК). Прежде всего, следует разделить понятия “локальный ЭК” и “глобальный ЭК”.[1]

Рис.1. Экологический кризис.[2]

Как правило, локальный ЭК может быть более или менее легко преодолен административными или экономическими мерами, например, за счет совершенствования технологического процесса на предприятии-загрязнителе или за счет его перепрофилирования или даже закрытия. Много более серьезную опасность представляет глобальный ЭК. Он является следствием всей совокупности хозяйственной деятельности нашей цивилизации и проявляется в изменении характеристик природной среды в масштабах планеты и, таким образом, опасен для всего населения Земли. Бороться с глобальным ЭК гораздо труднее, чем с локальным, и эта проблема будет считаться решенной только в случае минимизации загрязнений, произведенных человечеством, до уровня, с которым природа Земли будет в состоянии справиться самостоятельно.

Так как, глобальный ЭК, обусловленный антропогенным вмешательством в природные процессы, представляет опасность для жизни на Земле. Возникает вопрос: может ли он быть преодолен? Большинство специалистов, таких как Меренков В.Г., Гурина И.В., Чижевский А.Л. и др. сегодня отвечают на этот вопрос положительно, отмечая, однако, что решение этой задачи потребует от человечества грандиозных усилий. Основная сложность проблемы заключается в том, что развитие цивилизации неминуемо влечет за собой загрязнение среды обитания. Рассмотрим этот процесс подробнее.

Одной из важнейших проблем экологии является загрязнение атмосферы различными выбросами. Поглощение теплового излучения Земли парниковыми газами ведёт к разогреву приземного слоя атмосферы за счет парникового эффекта и способствует глобальному потеплению. Не секрет, что антропогенная деятельность (и, прежде всего, сжигание ископаемого топлива и сельское хозяйство) год от года сопровождается все более значительными выбросами парниковых газов. Хорошо известно, что после водяных паров наибольшие вклады в парниковый эффект вносят углекислый газ, метан, оксид азота и хлорфторуглероды. В связи с этим Всемирная метеорологическая организация ведёт постоянный мониторинг содержания этих газов в 65 странах мира.

С середины XVIII века концентрация углекислого газа в атмосфере неуклонно роста, увеличившись за это время на 37%. Основными причинами стали рост населения, быстрое развитие городов, стремительное расширение использования ископаемого топлива (прежде всего угля, нефти, и газа, сжигание которых сопровождается масштабными выбросами парниковых газов в атмосферу). Немало способствовала этому и повсеместная непродуманная вырубка лесов для расчистки площадей под сельскохозяйственные угодья.

Что касается нынешних попыток ограничения антропогенных выбросов, то пока, похоже, особыми успехами они не увенчались.

Данный факт заставляет ученых искать все новые способы сокращения выбросов. Важным направлением поисков стали многочисленные предложения об утилизации и депонировании (захоронении) углекислого газа. Предложено немало подобных методов: от удобрения океанов с целью стимулировать фотосинтез водорослями и фитопланктоном до закачки сжиженного СО2 под землю.

Один из них сводится к тому, что растительные остатки не сжигать, а превращать пиролизом в древесный уголь, который можно вносить в почву или накапливать, например, в выработанных шахтах, где он хранился бы веками. Смысл в том, чтобы углерод, изъятый из атмосферы благодаря фотосинтезу, вывести из обычного природного круговорота.

Также одним из наиболее практичных способов стабилизации содержания CO2 в атмосфере является применение в качестве топлива биоугля. Он выводит из атмосферы углерод и навсегда депонирует его в почве.[3]

Только 37 индустриально развитых стран, ратифицировавших Киотский протокол (в том числе Россия), имеют обязательства по сокращению выброса вредных веществ в атмосферу. Но главные «загрязнители» -- США и Китай не присоединились к этой группе. В 2008 году объёмы американских выбросов углекислого газа на 14% превысили уровень 1990 года.

Одной из основных составляющих экологического глобального кризиса является проблема твердых бытовых отходов (ТБО). Сегодня, используя сложившиеся технологии, человечество имеет разнообразнейшую структуру всевозможных отходов бытового и промышленного происхождения. Эти отходы, постепенно накапливаясь, превратились в настоящее бедствие. Правительства развитых стран начинают все большее внимание уделять вопросам охраны окружающей среды и поощряют создание соответствующих технологий. В настоящее время такие технологии уже появились. Появилась принципиальная возможность не только существенно снизить затраты на ликвидацию отходов, но и получить при этом экономический эффект.

По оценкам специалистов, более 60% городских отходов - это потенциальное вторичное сырье, которое можно переработать и с выгодой реализовать. Еще около 30% - это органические отходы, которые можно превратить в компост. [4]

Проблема полного уничтожения или частичной утилизации твердых бытовых отходов (ТБО) -- бытового мусора -- актуальна, прежде всего, с точки зрения отрицательного воздействия на окружающую среду. Твердые бытовые отходы - это богатый источник вторичных ресурсов (в том числе черных, цветных, редких и рассеянных металлов), а также "бесплатный" энергоноситель, так как бытовой мусор - возобновляемое углеродсодержащее энергетическое сырье для топливной энергетики. Однако для любого города и населенного пункта проблема удаления или обезвреживания твердых бытовых отходов всегда является в первую очередь проблемой экологической. Весьма важно, чтобы процессы утилизации бытовых отходов не нарушали экологическую безопасность города, нормальное функционирование городского хозяйства с точки зрения общественной санитарии и гигиены, а также условия жизни населения в целом. Как известно, подавляющая масса ТБО в мире пока складируется на мусорных свалках, стихийных или специально организованных в виде "мусорных полигонов". Однако это самый неэффективный способ борьбы с ТБО, так как мусорные свалки, занимающие огромные территории часто плодородных земель и характеризующиеся высокой концентрацией углеродсодержащих материалов (бумага, полиэтилен, пластик, дерево, резина), часто горят, загрязняя окружающую среду отходящими газами. Кроме того, мусорные свалки являются источником загрязнения как поверхностных, так и подземных вод за счет дренажа свалок атмосферными осадками. Многолетний опыт показывает, что рациональная организация переработки ТБО дает возможность использовать до 90% продуктов утилизации в строительной индустрии, например в качестве заполнителя бетона.

В настоящее время существует ряд способов хранения и переработки твердых бытовых отходов, а именно: предварительная сортировка, санитарная земляная засыпка, сжигание, биотермическое компостирование, низкотемпературный пиролиз, высокотемпературный пиролиз.

Предварительная сортировка. Этот технологический процесс предусматривает разделение твердых бытовых отходов на фракции на мусороперерабатывающих заводах вручную или с помощью автоматизированных конвейеров.

Санитарная земляная засыпка. Такой технологический подход к обезвреживанию твердых бытовых отходов связан с получением биогаза и последующим использованием его в качестве топлива. С этой целью бытовой мусор засыпают по определенной технологии слоем грунта толщиной 0,6-0,8 м в уплотненном виде.

Сжигание. Это широко распространенный способ уничтожения твердых бытовых отходов, который широко применяется с конца XIX в. Сложность непосредственной утилизации ТБО обусловлена, с одной стороны, их исключительной многокомпонентностью, с другой -- повышенными санитарными требованиями к процессу их переработки. В связи с этим сжигание до сих пор остается наиболее распространенным способом первичной обработки бытовых отходов. К числу недостатков этого способа относится выделение в атмосферу вредных веществ, а также уничтожение ценных органических и других компонентов, содержащихся в составе бытового мусора.

Биотермическое компостирование. Этот способ утилизации твердых бытовых отходов основан на естественных, но ускоренных реакциях трансформации мусора при доступе кислорода в виде горячего воздуха при температуре порядка 60°С. Биомасса ТБО в результате данных реакций в биотермической установке (барабане) превращается в компост.

Низкотемпературный пиролиз - это процесс, при котором размельченный материал мусора подвергается термическому разложению.

Высокотемпературный пиролиз. Этот способ утилизации ТБО, по существу, есть не что иное, как газификация мусора. Высокотемпературный пиролиз является одним из самых перспективных направлений переработки твердых бытовых отходов, с точки зрения как экологической безопасности, так и получения вторичных полезных продуктов синтез-газа, шлака, металлов и других материалов, которые могут найти широкое применение в народном хозяйстве. Высокотемпературная газификация дает возможность экономически выгодно, экологически чисто и технически относительно просто перерабатывать твердые бытовые отходы без их предварительной подготовки, т. е. сортировки, сушки и т. д. [5]

Основная задача, стоящая перед системами переработки ТБО - это наиболее полно утилизировать отходы, образующиеся на некоторой территории. При подборе технологий для реализуемых проектов нужно руководствоваться двумя важными требованиями: обеспечить минимум или полное отсутствие выбросов и произвести максимум ценных конечных продуктов, для реализации их на рынке. Наиболее полно эти задачи могут быть достигнуты при использовании систем автоматической сортировки и разделенной переработки различных видов отходов при помощи современных технологий.

Проблема загрязнения почвы в нашей стране стала очень актуальной в последнее время.А так как их важным свойством является их плодородие, то благодаря нему почвы являются основным средством производства в сельском и лесном хозяйствах, главным источником сельскохозяйственных продуктов и других растительных ресурсов, основой обеспечения благосостояния населения. Поэтому охрана почв, рациональное использование, сохранность и повышение их плодородия, - непременное условие дальнейшего экономического прогресса общества.

Загрязнение почвы - это попадание в почву разных химических веществ, токсикантов, отходов сельского хозяйства и промышленного производства, коммунально-бытовых предприятий в размерах, которые превышают их обычное количество, которое необходимо для участия в биологическом круговороте грунтовых экологических систем. Рассмотрим основные виды загрязнения почв и мероприятия борьбы с ними.

В результате деятельности человека образуются отходы и выбросы, которые представлены продуктами разных технологических процессов: метали, металлоиды, химические вещества (кислоты, соли, луги), ил станций с очистки отходов, минеральная пыль, зола, химический шлам, шлаки, стекло, керамика и так далее. К ним также принадлежат отходы и выбросы в результате строительства, благоустройства населенных пунктов и тому подобное. Обнаружено, что в случае загрязнения почв промышленными выбросами происходит выделение углекислоты в течение всего вегетационного периода, а, следовательно, и ослабление интенсивности биологических процессов. Об этом, прежде всего, свидетельствуют изменения численности микроорганизмов в случае загрязнения почв и ослабления их ферментативной активности.

В результате загрязнения почв фенольными соединениями изменяется их структура, разрушаются некоторые минералы, образовывая с металлами, которые содержатся в них, соединения. Все это негативно влияет на жизнедеятельность грунтовой микрофлоры и растений, на ферментативную активность почв и их плодородие.

Почва поддается значительному загрязнению из атмосферы как за счет естественных, так и антропогенных источников. Ядовитые вещества из атмосферы попадают на почву и проникают в нее непосредственно или с осадками. Они загрязняют почву и растительную продукцию, снижают урожай и вызывают даже разрушения самой экосистемы.

В последние годы в России большую проблему создают кислотные дожди, которые связаны с выбросами в атмосферу серной и азотной кислот. Кислотные дожди, с одной стороны, приводят к вымыванию из почвы питательных элементов, а со второй - к подкислению почвы.[6]

К агротехническим приемам борьбы с загрязненностью почв тяжелыми металлами принадлежат известкование и внесение органических удобрений. Благодаря известкованию удается в несколько раз уменьшить содержание свинца в сельскохозяйственных культурах, которые выращивают на загрязненных почвах. Известь наиболее эффективна на почвах, загрязненных кадмием.

Высокими свойствами детоксикации характеризуются гной, торф, компосты, а также цеолит. Большую роль в локализации тяжелых металлов играют зеленые насаждения. Существует и ряд биологических методов, например: выращивания растений, которые слабо реагируют на избыток тяжелых металлов в почве; выращивание на загрязненных почвах культур, которые не употребляют животные и люди. Наиболее загрязненные участки необходимо отводить под посадку леса и выращивание декоративных растений. Основными мероприятиями охраны почв от загрязнения экскрементами животных является нормируемое кормление животных и использование органических удобрений в оптимальных количествах. Для уменьшения засоления почв необходимо применять комплекс агротехнических и гидромелиоративных мероприятий, которые включают дренаж, планирование, капиллярную и эксплуатационную промывку почв, капитальное промывание и тому подобное. Значительно уменьшить избыток нитратов в почве и растениях можно за счет соединенного внесения органических и минеральных удобрений, соломы, сидерации.

Еще одной формой проявления глобального экологического кризиса в России является загрязнение воды.

На мой взгляд, со временем вода может превратиться в стратегическое сырье, наличие которого в буквальном смысле будет сдерживать развитие цивилизации. Эту ситуацию усугубляет еще и все увеличивающееся загрязнение водных объектов, как продуктами жизнедеятельности человека, так и отходами промышленного производства. Проблему дефицита воды можно считать достаточно серьезной по той причине, что среди других возможных глобальных катастроф, которые могут привести к самоуничтожению цивилизации, называется и ухудшение экологической обстановки как в результате загрязнения окружающей среды, так исчерпания природных ресурсов (и то и другое прямо относится и к воде).

Различают не только искусственное (антропогенное) загрязнение воды, но и естественное. Известно, что даже в малозаселенных районах чистота воды уменьшается, а количество илу, примесей всех видов увеличивается от истока в горах к месту соединения с морем или океаном.

Важнейшим следствием загрязнения воды является то, что, попадая в водоемы, загрязняющие вещества вызывают снижение ее качества.

Качество воды - это совокупность физических, химических, биологических и бактериологических показателей, которые обусловливают пригодность воды для использования в промышленном производстве, быту и тому подобное.

Это отражается в изменении ее физических свойств (прозрачности, запаху, привкусу) и химического состава (кислотности, количества органических и минеральных примесей, содержимого ядовитых веществ, и тому подобное), в уменьшении содержимого в воде кислорода, изменении количества и видового состава микроорганизмов, появлении болезнетворных бактерий. Следовательно, загрязнение естественных вод может привести к тому, что они становятся непригодными для питья, купания, а иногда и для технических потребностей. Как правило, загрязненная вода непригодна и для использования в промышленности, поскольку нарушает нормальный ход технологического процесса, снижает качество производимой продукции.[7]

Генеральная стратегия в отрасли охраны водных ресурсов во всех странах мира предусматривает: подчинение интересов отдельных водопользователей в национальных интересах; применение экологически чистых ("зеленых") технологий в производстве для улучшения качества вод, предотвращения их загрязнения и перегрева; возможность позитивных изменений в окружающей среде с учетом альтернативных вариантов водоснабжения и водопотребления.

Ключевым элементом в борьбе с ЭК является поиск грамотных и действенных научно-технических решений. Это означает, что на экологию должны работать многочисленные институты, лаборатории, университеты, фирмы. Природоохранной экспертизе должно подвергаться любое действующее или реконструируемое предприятие, каждый проект нового строительства независимо от его социальной направленности. И наконец, экологический компонент среднего, специального и высшего образования должен стать неотъемлемой частью подготовки любого специалиста в области техники, естественных наук, медицины, экономики и даже гуманитарных наук. Особое значение имеет экологическая подготовка учителей. Экологический кризис является наибольшей опасностью, стоящей сегодня перед человечеством. Анализ показывает, что другие глобальные кризисы - энергетический, сырьевой, демографический - в своей основе сводятся к проблемам охраны природы. У жителей Земли нет альтернативы: либо они справятся с загрязнением, либо загрязнение расправится с большей частью землян.[8]

экологический кризис утилизация отход

Список используемой литературы

1. Гурченкова М.А. Самое высокое качество и безопасность// Экологический вестник России. - 2008. - №5.- С.38

2. Елдышев Ю.Н. Парниковые газы: эффекты и проекты// Экология и жизнь.- 2009.- №9

3. Есина Е.А.. ТБО: особенности России// Экологический вестник России. - 2008.-№7.-С. 18-22

4. Лисичкин Г.В. Экологический кризис и пути его преодоления// Соросовский образовательный журнал.-1998.- № 12.- С.65-70

Размещено на Allbest.ru