167731 (Проблемы экологизации в РФ), страница 3

Город потребляет огромное количество воды, лишь незна­чительную часть которой человек использует для непосредст­венного употребления. Основную часть воды тратят на про­изводственные процессы и на бытовые нужды. Личное потребление воды в городах составляет от 150 до 500 л в сутки, а с учетом промышленности на одного горожанина приходится до 1000 л в сутки.

Использованная городами вода возвращается в природу в загрязненном состоянии — она насыщена тяжелыми метал­лами, остатками нефтепродуктов, сложными органическими веществами, подобными фенолу, и т.д. В ней могут содер­жаться болезнетворные микроорганизмы. Город выбрасывает в атмосферу ядовитые газы, пыль, концентрирует на свалках токсичные отходы, которые с потоками весенней воды попа­дают в водные экосистемы.

Растения (продуценты) в составе городских экосистем рас­тут в лесопарках, парках, садах, на газонах, но их главное назначение — не производство органического вещества (дре­весины, сена, съедобных плодов и т.д.), а регулирование газового состава атмосферы. Они выделяют кислород, погло­щают диоксид углерода и очищают атмосферу от вредных газов и пыли, попадающих в нее при работе промышленных предприятий и транспорта. Растения также имеют большое эстетическое и декоративное значение.

Животные в городе представлены не только обычными в естественных экосистемах видами (в парках живут птицы: горихвостка, соловей, трясогузка, зяблик, славки; млекопи­тающие: полевки, белки и представители других групп жи­вотных), но и особой группой городских животных — спут­ников человека. В ее составе — птицы (воробьи, скворцы, ласточки, вороны, галки, голуби), грызуны (крысы и мыши) и насекомые (тараканы, клопы, моль, мухи и др.). Многие животные, связанные с человеком, питаются отбросами на помойках (галки, вороны, воробьи). Это — санитары города. Разложение органических отходов ускоряют личинки мух и другие животные и микроорганизмы.

Главная особенность экосистем современных городов в том, что в них нарушено экологическое равновесие. Все процессы регулирования потоков вещества и энергии челове­ку приходится брать на себя. Человек должен регулировать как потребление городом энергии и ресурсов — сырья для промышленности и пищи для людей, так и количество ядо­витых отходов, поступающих в атмосферу, воду и почву в результате деятельности промышленности и транспорта. На­конец, он определяет и размеры этих экосистем, которые в развитых странах, а в последние годы и в России, быстро «расползаются» за счет загородного коттеджного строитель­ства.

ПРОМЫШЛЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ СРЕДЫ

В городских экосистемах наиболее опасно для природы промышленное загрязнение. В экологии понятие «загрязне­ние» имеет более широкое значение, чем в быту. Загрязните­лями называют не только твердые, жидкие и газообразные вещества, но и электромагнитное излучение, тепло, шум.

Химическое загрязнение атмосферы. Этот фактор отно­сится к числу наиболее опасных для жизни человека. В атмосферу попадают сотни веществ, которые отсутствовали в природе. Наиболее распространенные атмосферные загрязни­тели — сернистый газ (его выбрасывают городские ТЭЦ, работающие на угле или мазуте, в которых много серы), оксиды азота, оксид углерода (угарный газ), хлор, формаль­дегид, фенол, сероводород, аммиак и др. В некоторых случаях из двух или нескольких относительно не опасных веществ, выброшенных в атмосферу, под влиянием солнечного света могут образоваться ядовитые соединения. Экологи насчиты­вают около 2000 загрязнителей атмосферы.

Главные источники загрязнения — тепловые электростан­ции. Менее опасны станции, работающие на газе, более - на угле. Сильно загрязняют атмосферу также котельные и домашние печи, которые топят углем, нефтеперерабатывающие предприятия и автотранспорт.

Химическое загрязнение водоемов. Предприятия сбрасы­вают в водоемы нефтепродукты, соединения азота, фенол и многие другие отходы промышленности. При добыче нефти водоемы загрязняются засоленными водами, нефть и нефте­продукты также разливаются при транспортировке. В России от нефтяного загрязнения более всего страдают озера Севера Западной Сибири. За последние годы возросла опасность для водных экосистем бытовых стоков городской канализации. В этих стоках повысилась концентрация моющих средств, ко­торые микроорганизмы разлагают с трудом.

Пока количество загрязнителей, выбрасываемых в атмосфе­ру или сбрасываемых в реки, невелико, экосистемы сами в состоянии справиться с ними. Вредные вещества накапливают­ся в растениях, оседают на дне озер и участков реки с медлен­ным течением, их разлагают микроорганизмы. При умеренном загрязнении вода в реке становится практически чистой через 3—10 км от источника загрязнения. Если загрязнителей слиш­ком много, экосистемы не могут с ними справиться и начина­ются необратимые последствия. Вода становится непригодной для питья и опасной для человека. Не годится загрязненная вода и для многих отраслей промышленности.

Химическое загрязнение грунтовых вод. Токи грунтовых вод перемещают промышленные загрязнения на большие расстояния, и не всегда можно установить их источник. Причиной загрязнения может быть вымывание токсичных веществ дождевыми и снеговыми водами с промышленных свалок. Загрязнение подземных вод происходит и при добыче нефти современными методами, когда для повышения отдачи нефтяных пластов в скважины повторно закачивают соленую воду, поднявшуюся на поверхность вместе с нефтью при ее откачке. Засоленные воды попадают в водоносные горизонты, вода в колодцах приобретает горький вкус и оказывается не пригодной для питья. Этот тип загрязнения грунтовых вод в Татарстане и Башкортостане приобрел опасные масштабы.

Химическое загрязнение почв. Вы уже знаете о сельско­хозяйственном загрязнении почв удобрениями, пестицидами и в особенности примесями к удобрениям (тяжелыми метал­лами). За химическое загрязнение почв ответственны также промышленность и транспорт. Если автомобили используют бензин, содержащий свинец, то почвы вдоль дорог загрязня­ются этим токсичным металлом, выбрасываемым с выхлоп­ными газами. Особенно сильно это загрязнение в местах, где дорога идет на подъем: моторы работают напряженно и сго­рает больше топлива.

Почвы загрязняются серой при выпадании кислотных дождей (слабого раствора серной кислоты, образовавшейся при взаимодействии сернистого газа и атмосферной влаги). Из-за этих дождей увеличивается кислотность почвы, что ухудшает рост многих растений, в особенности древесных. Снижают кислотные дожди и урожаи сельскохозяйственных культур. В районах нефтепромысла (в особенности на Тюменском Севере) особенно опасно загрязнение почв нефтепродук­тами при их добыче и траспортировке.

СПОСОБЫ УМЕНЬШЕНИЯ ВРЕДА ОТ ХИМИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ

Самые распространенные загрязнения — химические. Су­ществует три основных способа уменьшения вреда от них.

Разбавление. Даже очищенные стоки необходимо разбав­лять в 10 раз (а неочищенные — в 100—200 раз). На пред­приятиях сооружают высокие трубы, чтобы выбрасываемые газы и пыль рассеивались равномерно. Разбавление — мало­эффективный способ уменьшения вреда от загрязнения, до­пустимый лишь как временная мера.

Очистка. Это основной способ уменьшения выбросов вред­ных веществ в окружающую среду в России сегодня. Однако в результате очистки образуется много концентрированных жид­ких и твердых отходов, которые также приходится хранить.

Замена старых технологий новыми — малоотходными. За счет более глубокой переработки удается снизить количество вредных выбросов в десятки раз. Отходы от одного производ­ства становятся сырьем для другого (например, из сернистого газа, выбрасываемого ТЭЦ, производят серную кислоту).

Чтобы заинтересовать предприятия в уменьшении выбро­сов в окружающую среду, разрабатывают специальные эко­номические механизмы. Каждое предприятие получает раз­решение на выброс определенного количества отходов и оплачивает нанесенный природе ущерб, а за дополнительное загрязнение плата взимается в десятикратном размере.

За загрязнение среды к их виновникам — предприятиям и их руководителям — в случаях особо опасных загрязнений могут быть применены как экономические, так и уголовные санкции. Для оценки величины платы за загрязнение и штрафов за превышение допущенной нормы выброса загряз­няющих веществ в воду и атмосферу или их попадания в почву и продукты питания введена классификация загрязня­ющих веществ по вредности. Все вещества разделены на 4 класса. К первому классу относят самые опасные вещества, например, соединения ртути, ко второму — хлор, к третьему _ оксиды азота и серы, к четвертому — оксид и диоксид углерода. Общее количество выбросов в атмосферу или общий объем сточных вод недостаточно характеризует вред, наносимый пред­приятием природе, ведь ущерб, наносимый веществами первого класса вредности, в тысячи раз больше, чем от веществ четвер­того класса. Соответственно в сотни и тысячи раз различаются и размеры штрафов за превышение допустимой нормы выброса.

Уровень загрязнения среды в России еще очень высок, и экологически неблагоприятная обстановка, опасная для здо­ровья населения, сложилась почти в 100 городах страны.

Некоторое улучшение экологической ситуации в России достигнуто в основном благодаря улучшению работы очистных сооружений и падению производства. Дальнейшего уменьше­ния выбросов ядовитых веществ в окружающую среду можно добиться, если внедрить менее опасные малоотходные техноло­гии. Однако, для этого необходимо обнов­ление оборудования на предприятиях, что требует очень боль­ших вложений и потому будет проводиться постепенно.

ЭКОЛОГИЗАЦИЯ НАУКИ

ОЧИСТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

Абсолютно вредных веществ нет. Любой загрязнитель в невысокой дозе практически безвреден. Такие типичные про­мышленные загрязнители атмосферы, как оксиды углерода, серы и азота в невысоких концентрациях всегда присутство­вали в атмосфере. В воде и почве всегда есть тяжелые метал­лы. Любая почва или горная порода обладают естественной радиоактивностью. Даже при отсутствии поблизости (или вдали, ведь газообразные выбросы переносятся на тысячи километров) предприятий, выбрасывающих в атмосферу азот, некоторое его количество содержится в дождевой воде. Он появляется в результате грозовых разрядов, при которых образуется аммиак. Очистка атмосферы, воды или почвы от вредных веществ-загрязнителей — это снижение их концент­рации до величин, при которых они становятся безвредными. Такие пороговые величины называются ПДК — предельно допустимые концентрации. Для действенного контроля за­грязнения атмосферы, воды или продуктов питания необхо­димо знать ПДК всех основных загрязнителей.

Все предприятия делят на 5 групп (классов опасности) в зависимости от вредности выбрасываемых веществ и степени их возможной очистки. У каждой из этих групп своя ширина санитарно-защитной зоны вокруг предприятия, где запреща­ется строительство (обычно в этой зоне размещают насажде­ния из видов деревьев, устойчивых к загрязнению), от 1000 м (1-й класс опасности) до 50 м (5-й класс).

Для каждого предприятия, в зависимости от особенностей его отходов, проектируются свои очистные сооружения. Чаще всего ис­пользуют следующие приемы очистки.

Механическая очистка. Жидкие стоки отстаивают, при этом оседают твердые частицы. Кроме того, применяют пес­чаные и песчано-гравийные фильтры, задерживающие более легкие взвешенные частицы, не осевшие в отстойниках. В не­которых случаях применяют и центрифугирование, при ко­тором загрязняющие вещества извлекаются в гигантских сепараторах. Механически отделяют нефтепродукты, кото­рые всплывают на поверхность в отстойнике. Для очистки газовых выбросов предприятия используют специальные пы-леосадочные камеры и центрифуги (циклоны), матерчатые фильтры.

Химическая очистка. На стоки воздействуют химически­ми веществами, переводя растворимые соединения в нерас­творимые. Так, от кислот очищают добавлением щелочи, а от щелочей, наоборот, добавлением кислот.

Установки для очистки газообразных выбросов очень до­роги. Для того чтобы уменьшить выбросы оксида и сероводо­рода, применяют ^щелочной дождь^, через который пропус­кают насыщенные газами выбросы, в результате получают соль и воду. В качестве поглотителей-фильтров используют также специальные адсорбенты: активированный уголь, алюмогель, силикагель, смолы-иониты.

Физико-химическая очистка. При этой очистке электроли­зом превращают сложные соединения в более простые и извлекают металлы, кислоты и другие неорганические соеди­нения. Для выделения наиболее опасных или ценных загряз­нителей, которые используют для дальнейшей переработки, применяют ионообменные смолы, как губки впитывающие эти вещества.

Применяют также огневые методы очистки: распыленные стоки впрыскивают в пламя больших горелок. Этот способ дорог, но позволяет «расколоть') даже ядовитые соединения, не поддающиеся прочим химическим или биологическим способам очистки. Например, огневым методом разлагают диоксины — очень ядовитые вещества, которыми загрязнены воды и почвы в некоторых городах России. Огневой метод применяют и при переработке бытовых отходов.

Биологическая очистка. В специально созданных экосисте­мах загрязнители разрушаются или концентрируются микро­организмами и мелкими животными. Организмы могут накап­ливать и осаждать тяжелые металлы и радиоактивные изотопы (особенно успешно это делают диатомовые водоросли).

Методы биологической очистки исключительно важны так как значительная часть загрязнителей, которую не уда­ется ни отфильтровать, ни извлечь электролизом, — это растворенные в воде органические вещества.

ЭКОЛОГИЯ АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА

Все виды современного транспорта наносят большой ущерб биосфере, но наиболее опасен для нее автомобильный транс­порт. Сегодня в мире примерно 600 млн. штук автомобилей. В среднем каждый из них выбрасывает в сутки 3,5 — 4 кг угарного газа, значительное количество оксидов азота, серу, сажу. При использовании этилированного (с добавлением свинца) бензина этот высокотоксичный элемент попадает в выхлопы. <Вклад^ автомобильного транспорта в загрязнение атмосферы составляет сегодня в большинстве регионов Рос­сии не менее 30%. Автомобили используют кислород атмо­сферы, для них ежегодно расширяют сеть дорог с твердым покрытием, которые густой сетью опутывают планету. Содер­жание таких дорог требует очень больших затрат энергии.

Автомобили расходуют огромное количество топлива. А его источники почерпаемы, и их осталось на земле не так уж много. Особенно быстро тают запасы нефти, из которой получают бензин. Кроме того, при добыче нефти, ее транспортировке и переработке на нефтеперерабатывающих пред­приятиях загрязняются почвы, воды и атмосфера. Наконец, в автомобильных катастрофах на дорогах гибнет много людей.