Основные компоненты окружающей среды.
Раздел 1.
Особенности взаимодействия общества и природы
Тема 1.1 Природоохранный потенциал
Природа и общество.
Цели:
1. Изучить роль человеческого фактора в решении проблем экологии.
2. Понять, как изменяется взаимодействие человека с природой в процессе развития производительных сил общества.
3. Изучить задачи и особенности дисциплины «Экологические основы природопользования».
4. Рассмотреть структуру экологии.
5. Изучить глобальные проблемы экологии.
6. Изучить общие черты современной урбанизации как всемирного процесса.
7. Изучить влияние города на окружающую среду.
8. Изучить основные направления, по которым осуществляется охрана биосферы.
9. Изучить основные методы уничтожения вредных выбросов.
План:
1. «Человеческое общество – производство – природа».
2. Роль человеческого фактора в решении проблем экологии.
3. Развитие производительных сил общества. Формы взаимодействия общества и природы.
4. Увеличение массы вещества и материалов, вовлекаемых в хозяйственный оборот.
5. Экология как основа природопользования.
6. Особенности и задачи дисциплины «Экологические основы природопользования».
7. Структура экологии.
8. Глобальные проблемы экологии:
а) глобальные изменения в атмосфере;
б) континентальные проблемы;
в) проблемы Мирового океана;
г) социально-экономические проблемы.
|
|
|
9. Понятие урбанизации, общие черты.
10. Город как искусственная экосистема:
а) потребление природных ресурсов;
б) загрязнение окружающей среды продуктами жизнедеятельности города.
11. Основные направления охраны биосферы:
а) совершенствование производственных отношений;
б) совершенствование производительных сил.
12. Уничтожение вредных выбросов:
а) очистка газообразных выбросов;
б) очистка сточных вод;
в) утилизация твердых отходов.
13. Малоотходные и ресурсосберегающие технологии
1. «Человеческое общество – производство –
Природа»
Человечество (биологический вид), представляет собой сложную социально-политико-экономическую систему, которая называется цивилизацией, или человеческим обществом.
Человек (как организм) живет и развивается благодаря непрерывному обмену веществом, энергией, информацией со средой своего обитания.
Человек нуждается в поддержании определенных температурных условий, в непрерывном притоке различных веществ и энергии, которые получает от других животных и синтезирующих органическое вещество за счет энергии Солнца растительных организмов. Человек также одновременно выделяет в нее другие вещества и преобразованную в его теле энергию.
|
|
|
На первых этапах развития человечества обмен веществом и энергией имел характер непосредственного потребления человеком созданных природными процессами веществ (Н2О, воздух, растительная и животная пищи). В процессе развития между ним и остальной природой возникает новый компонент – инструмент, или орудие добывания пищи и одежды. Дальнейшее развитие привело к появлению промежуточного звена между ним и остальной природой – производства. Производство привело к общественной организации существования человека - общества.
В современной системе «человек – окружающая среда» существует созданная длительным историческим развитием подсистема «человеческое общество – производство – природа». Актуальность изучения проблемы «человек – среда» связана с тем, что человечество переживает эпоху бурного демографического роста, научно-технического и социально-экономического развития.
Следует разграничивать 2 понятия:
Окружающая природная среда – это такие природные компоненты, существующие на Земле и вокруг нее, как материальные природные тела (вода, воздух, животные, растения, почва, микроорганизмы, минералы, горные породы, космос), явления (радиоактивность, гравитация, теплота, электричество, свет, звук) и соответствующие природные процессы (космические, геологические, климатические, биологические).
|
|
|
Окружающая среда – это все, что окружает человека: природная среда, искусственно созданные человеком материальные ценности, а также социально-экономические компоненты в их историческом развитии.
Основные компоненты окружающей среды.
· Искусственно созданная человеком материальная среда включает:
1) большой класс материальных тел, которые можно обобщенно назвать машинами и орудиями;
2) множество синтетических материалов и продуктов, имеющих иные свойства по сравнению с природными веществами (полимерные материалы, пластмассы, красители, ядохимикаты и т.п.);
3) человеческое жилье и производственные помещения;
4) организуемые человеком коммуникации (транспорт, связь);
5) производственные, транспортные и бытовые шумы.
· Социально-экономические компоненты окружающей среды – это уровень развития средств производства и производственных отношений, который определяется экономическими, политическими, социальными и другими факторами.
Программой ООН предложен показатель прогресса, чтобы судить о развитии общества, это – индекс гуманитарного развития, который учитывает среднюю продолжительность жизни, уровень грамотности населения и уровень овладения ресурсами, необходимыми для нормальной жизни. ИГР значительно лучше отражает общий уровень социально - экономического развития страны, чем традиционные показатели (США по валовой национальной продукции занимает 1 место, а по ИГР – отодвигается на 19-е).
|
|
|
2. Роль человеческого фактора в решении проблем экологии
Человек (особенно с появлением человеческого общества) сам выступает компонентом окружающей среды. Это определяется фактом многообразного социально-экономического или физического влияния на человека других членов общества, в котором он обитает: членов семьи, соседей, членов рабочего коллектива, администрации, государственного аппарата.
В свою очередь и сам человек влияет определенным образом на окружающих его людей.
Если другие люди составляют окружающую среду для отдельного человека, то сам он является элементом окружающей среды для других людей.
Влияние человека как компонента окружающей среды многообразно и может быть как непосредственным, так и опосредованным. Это может быть и чисто физическое воздействие, и психологическое воздействие (в случаях воспитания, образования, искусства, политической деятельности).
Опосредованное влияние людей друг на друга проявляется через производство, т.е. через взаимодействие человека с окружающей физической средой обитания, как природой, так и искусственно созданной самим же человеком.
Изменяя природу в процессе своей производственной деятельности, человек оказывает существенное влияние на жизнь людей. Это влияние постоянно возрастало как в качественном, так и в количественном выражении по мере развития человечества. Оно стало особенно интенсивным и многообразным в современную эпоху бурного научно-технического прогресса, когда человек превратился в мощный фактор природы.
Диалектическое единство человека как компонента и как объекта окружающей среды весьма сложно: человек зависит от среды своего обитания, влияет на нее, управляет его и сам является ее компонентом.
Современной наукой выработан ряд основополагающих принципов, которые характеризуют это сложное взаимодействие человека и природы: невозможность существования человека вне окружающей природной среды, неизбежность воздействия любой антропогенной деятельности на окружающую природную среду, экономическая обусловленность взаимодействия общества и природы, историческая обусловленность взаимодействия общества и природы.
Человек и человеческое общество в особенности обладают возможностью целенаправленного изменения окружающей среды, приспосабливая ее к своим потребностям (животные преимущественно приспосабливаются к среде обитания).
В настоящее время весь мир озабочен решением экологических проблем. Во всех сферах общественного бытия начинает проявляться общеэкологический подход, который направлен на гармонизацию отношений общества и природы. Таким образом, глобальная задача охраны окружающей природной среды проникает во все сферы общественных отношений, и человеческое общество при современном уровне развития науки и техники, а также принимая во внимание экологизацию общественного сознания, имеет все объективные предпосылки, чтобы успешно справиться с экологическими проблемами.
3. Развитие производительных сил общества. Формы взаимодействия общества и природы
Взаимодействие человека с окружающей природной средой протекает в разных формах и с разной интенсивностью на всех этапах исторического развития.
Можно выделить несколько направлений взаимодействия человеческого общества и природы:
1) изъятие веществ и энергии из природной среды (добыча полезных ископаемых, вырубка лесов и т.п.);
2) привнесение в природную среду веществ и энергии, ранее не существующих в природе, либо существующих в незначительных количествах (использование недр для захоронения отходов, выбросы промышленных предприятий);
3) преобразование природных объектов (мелиорация земель, создание искусственных водоемов);
4) охрана используемых природных объектов и окружающей среды в целом.
На первых этапах развития взаимодействие человека с природой характеризовалось главным образом приспособлением к среде обитания и изъятием природных ресурсов. Человек использовал те ресурсы, которые можно было использовать без технических средств.
Создав первое копье или топор, первое орудие производства, человек стал постепенно терять острое чутье животного, естественное ощущение некоторых жизнеохраняющих биологических законов.
Охотничье-собирательное хозяйство позволило человеку освоить Землю, но на определенном этапе численность людей стала больше, чем природа могла прокормить.
Истребление животных, уничтожение съедобных растений вместе с опережающим их восстановлением роста рода людского привели к нехватке пищи, голоду, смертности и резкому сокращению численности людей.
Это был первый в истории человечества экологический кризис, который называют «кризисом консументов».
Но человек нашел выход из положения, следовательно, совершил 1-ю экологическую революцию, называемую иногда «сельскохозяйственной». Появление земледелия породило оседлую цивилизацию, из которой и выросло наше современное общество.
Человек стал совершенствовать методы ведения сельского хозяйства, стал активнее вмешиваться в природу, преобразовывать природные объекты, следовательно, рукотворные пустыни.
К началу нашей эры немалые площади земель планеты были уже истощены. Многие площади леса были сведены на территории Европы, Америки и Канады (для увеличения площадей посевов и пастбищ, отопления, строительства). Например, знаменитые ливанские кедры ушли на строительство храмов Иерусалима, следовательно, последующие поколения вынуждены жить среди бесплодных песков.
Также вырубались леса для кораблестроения и для производства древесного угля на нужды зарождающейся металлургии.
Все это вместе взятое вызвало раннее «облысение» планеты.
В России в 1701 г. Петром I были изданы указы об охране лесов. Затем были учреждены даже заповедные виды деревьев: дуб, вяз, ясень.
Во Франции в XVII в. был издан природоохранный документ «Ордонанс Людовика XVI, короля Франции, о водах и лесах».
Первым же письменным природоохранным документом считается Кодекс вавилонского царя Хаммурапи (1790 г. до н.э.), включающий и статьи об охране лесов, нарушение которых каралось смертью.
Таким образом, с развитием производительных сил общества более разнообразным становится взаимодействие общества и природы.
Сначала человек приспосабливался к природе, затем начал активно вмешиваться в естественные процессы, бороться с природой. Современный этап характеризуется тем, что человеческое общество все больше сил и средств вкладывает в охрану природы, разрабатываются неразрушающие природу производства, внедряются малоотходные и безотходные технологии.
4. Увеличение массы вещества и материалов,
вовлекаемых в хозяйственный оборот
Производительная деятельность современного человека весьма обширна и многообразна. Чем больше развиваются производительные силы, тем выше уровень развития промышленности, т.е. тем больше используется природных ресурсов, которые вовлекаются в хозяйственный оборот.
Современная экологическая ситуация характеризуется существенными изменениями в сфере материального производства. Мировое производство превратилось из аграрно-индустриального в преимущественно индустриальное. В целом мировое производство стало сопоставимо по своим масштабам с геологическими процессами, а техногенные потоки превышают в ряде случаев природные. Если ежегодно все вулканы Земли выбрасывают на поверхность около 3 млрд. т вещества, то человек извлекает из земельных недр более 120 млрд. т различных руд, горючих ископаемых, строительных материалов.
Добыча полезных ископаемых – один из наиболее интенсивных видов взаимодействия человека с природной средой в процессе производства, при котором человек выступает как мощный фактор преобразования лика планеты. Человек постепенно исчерпывает их запасы и переводит в конечном итоге в СО2 и карбонаты, меняя тем самым состав литосферы и ее строение в местах добычи (пустоты, карьеры, отвалы).
В середине этого столетия на смену угольному этапу пришел нефтегазовый этап, продолжающийся и теперь. В структуре потребления первичных энергетических ресурсов на нефть приходится 40%, на уголь – 32%, на природный газ – 23%.
Добыча топлива и потребление энергии по мере роста населения и производства все время увеличивается.
Годовое потребление энергетических ресурсов мира возросло с 950 млн. т условного топлива в 1900 г.до 23 млрд. т, т.е. в 25 раз.
Мировые разведанные запасы нефти оцениваются в 130-150 трлн. т; угля – 1-1,2 трлн. т; природного газа – 140-150 трлн. м3.
С начала своего развития человечество использовало (сожгло) 80-85 млрд. т. условного топлива, причем половину из этого количества – за вторую половину XX в.
Увеличивается не только суммарное потребление энергии, но и энерговооруженность каждого жителя планеты, т.е. производство энергии на душу населения, которое за 100 лет (1900 – 2000 гг.) выросло в 7,5 раза. Этот показатель отражает улучшение уровня жизни.
А другие, например, руды железа, цветные металлы, нерудные полезные ископаемые (калийные соли, известняк и т.д.) – в геологической истории Земли они были сконцентрированы длительными геохимическими процессами в определенных точках планеты, формируя залежи веществ того или иного состава.
Добывая и используя их, человек переводит залежи в другие формы химических соединений и перераспределяет по поверхности Земли, рассеивая, как правило, бывшие геологические аккумуляции.
Несколько увеличилась добыча железных руд: геологические запасы железных руд в земной коре составляют 3-3,5 трлн. т.
Мировые запасы Fe в недрах, доступных для извлечения – 400 млрд. т, из них разведанных – 135 млрд. т. За всю историю человечества человек выплавил 20 млрд. т железа. К концу 2000 г. добыча Fe руд достигла 3-4 млрд. т/год. Запасы некоторых цветных металлов (вольфрам, молибден, медь, сурьма, свинец, олово) будут исчерпаны уже в ближайшие 20-30 лет.
Процесс добычи минеральных полезных ископаемых не только ускоряется, но и расширяется. Если на заре производства человек добывал из земли лишь Fe и Cu, немного серебра и золота, то сейчас он добывает практически все известные элементы. Добыча цветных металлов все время увеличивается.
Например, геологические запасы урана в земной коре составляют 2500 млрд. т, а ресурсы урана, доступные для извлечения из недр, оцениваются всего в 5-8 млн. т. Скоро мировое потребление урана достигнет 4 млн. т, и, следовательно, промышленные запасы урана в земных недрах можно считать практически исчерпанными. Мировая выплавка меди составляет сейчас – 10 млн. т в год, а разведанные запасы меди, доступные для извлечения, составляют 270 млн. т.
Увеличение потребления в геометрической прогрессии по мере развития производительных сил складывается и в сфере потребления других природных ресурсов.
Потребление водных ресурсов по сравнению с 1900 г. выросло почти в 11 раз.
Увеличение массы вещества и материалов, вовлекаемых в хозяйственный оборот, - это следствие развития производительных сил общества. Научно-технический прогресс – процесс объективный, и остановить его невозможно. А также это увеличение связано с ростом населения планеты, с ростом энерговооруженности труда, с улучшением уровня жизни и другим.
Изменение модели потребления является одним из направлений решения экологических проблем, следовательно, наращивать производственные мощности не за счет повышения потребления ресурсов, а за счет рационального его использования.
5. Экология как основа природопользования
Научно-техническая революция и бурный рост промышленного производства в XX веке способствовали не только росту благосостояния человека, но и отрицательно сказались на состоянии окружающей среды в ряде регионов нашей планеты. Произошло загрязнение атмосферы промышленными выбросами, загрязнение морских акваторий и пресных водоемов отходами промышленных и сельскохозяйственных предприятий, уменьшение площади сельскохозяйственных угодий, разрушение плодородного слоя почв, истощение водных, лесных и ископаемых ресурсов, уменьшение численности животных, загрязнение околоземного пространства объектами космической техники.
Продолжающиеся в настоящее время разрушительные процессы характерны и для нашей страны.
Снижение промышленного и сельскохозяйственного производства в период перестройки экономики не вызвало уменьшения загрязнения окружающей среды, т.к. в экономически кризисных условиях предприятия стали экономить на затратах, связанных с реализацией природоохранных мероприятий.
Дисциплина «Экологические основы природопользования» является принципиально новой комплексной дисциплиной, которая объединяет общественные и естественные науки.
В общем смысле под природопользованием понимается использование с человеком природной среды.
При использовании природных ресурсов человек оказывает на окружающую природную среду определенное негативное воздействие, изменяя не только ее качества, но вместе с тем и условия своего существования.
Таким образом, актуальным направлением, которое формируется в процессе взаимодействия человеческого общества и природы, является охрана окружающей природной среды.
Термин «Экология», впервые употребленный Геккелем в 1866 г., образован от греческих слов «ойкос» («дом») и «логос» – «наука» – наука об организмах у себя дома.
Экология как наука зародилась в конце XIX века.
Первоначально это была биологическая наука, которая изучала популяции животных и растений в среде их обитания.
Позднее экология получила широкое развитие на стыке многих естественных (биология, медицина, география, физика, химия) и гуманитарных (экономика, социология, политология) наук.
Основным объектом экологии является экосистема – совокупность живых организмов и среды их обитания. Кроме того, экология изучает и группы организмов одного вида, входящих в экосистемы – популяции, а также отношение к среде отдельных организмов.
Таким образом, предметом изучения дисциплины «Экологические основы природопользования» является взаимодействие и взаимосвязь человека, человеческого общества, со средой своего обитания.
6. Особенности и задачи дисциплины «Экологические основы природопользования»
1) Она является принципиально новой интегрированной дисциплиной, которая связывает физические и биологические явления, образуя мост между естественными и общественными науками.
2) Она не принадлежит к числу дисциплин с линейной структурой, т. е. развивается не по вертикали (от простого к сложному), а по горизонтали, охватывая все более широкий круг вопросов.
Задачи дисциплины «Экологические основы
природопользования»
1. Объективная оценка состояния природных ресурсов (по параметрам – количество, качество, степень загрязненности, влияние различных сфер человеческой деятельности на их воспроизводство и т. д.).
2. Оптимизация взаимоотношений между человеком, с одной стороны, и отдельными видами и популяциями, экосистемами, с другой.
3. Детальное изучение количественными методами основ структуры и функционирования природных и созданных человеком систем.
7. Структура экологии
Экология
(комплекс научных дисциплин)
 |
общая экология
(базовая)
изучает основные закономерности взаимоотношений
организмов и условий среды
 |
прикладная экология
(базируется на системе законов, правил и принципов общей экологии и природопользования)
изучает механизмы разрушения биосферы человеком и способы предотвращения этого процесса, разрабатывает принципы рационального использования природных ресурсов
 |
биосферная сельскохозяйственная промышленная
изучает глобальные изучает способы получения изучает влияние выбросов
изменения, происхо- сельскохозяйственной продук- промышленных предпри-
дящие в результате ции без истощения ресурсов ятий на окружающую
воздействия хозяйст- почвы природную среду
венной деятельности
человека на природ-
ные явления
медицинская материальная экономическая юридическая
болезни человека, моделирует экологи- разрабатывает эконо- система законов
связанные с ческие процессы мические механизмы о защите при-
загрязнением рационального роды
окружающей среды природопользования
Глобальные проблемы экологии
Экологический кризис стадия взаимодействия между обществом и природой, на которой до предела обостряются противоречия между экономикой и экологией, экономическими интересами общества в потреблении и использовании природной среды и экологическими требованиями обеспечения охраны окружающей среды.
Экологический кризис характеризуется наличием целого ряда проблем, которые угрожают устойчивому развитию.
а) Глобальные изменения в атмосфере.
- Разрушение озонового слоя
Содержание озона в атмосфере незначительно и составляет 0,004% по объему. Озон образуется в атмосфере под действием космической УФ – радиации. В пределах атмосферы повышенные концентрации озона образуют озоновый слой, который ослабляет смертоносную УФ – радиацию в слое атмосферы между 40 и 15 км над земной поверхностью – в 6500 раз. Разрушение озонового экрана на 50% увеличивает в 10 раз УФ – радиацию, что влияет на зрение животных и человека и может оказывать другие губительные воздействия на живые организмы. Исчезновение озоносферы привело бы к непредсказуемым последствиям – вспышке рака кожи, уничтожению планктона в океане, мутациям растительного и животного мира.
Основная причина разрушения озонового слоя – значительные масштабы производства фреонов, которые используются в холодильной технике и в аэрозольных баллончиках.
В 1987г. подписан 70 странами Монреальский протокол, согласно которому производство вредных для озонового слоя фреонов должно быть прекращено к 2010г.
- Парниковый эффект
 |
фотохимический смог (фотохимические реакции – альдегиды, кетоны - токсичны).
- Глобальное потепление
б) Континентальные проблемы.
- Уничтожение тропических лесов
За последние 100 лет уничтожено 40% лесных массивов на Земле, следовательно, ежегодно уменьшается в атмосфере на 10-12 млрд. т. О2, повышается СО2 на 10-12%
- распашка под сельскохозяйственные угодья;
- увеличение спроса на древесное топливо;
- промышленная вырубка лесов;
- осуществление крупномасштабных проектов развития.
В 1995 г. создана международная комиссия по проблеме консервации лесных ресурсов и устойчивого развития.
- Дефицит воды
Резкое увеличение расхода воды на промышленные и бытовые цели. В некоторых районах Индии, Китая, США уровень подземных вод в последние годы из-за этого заметно понизился. Одна из величайших рек Китая, Хуанхэ, уже не доходит до Желтого моря. Крупная река Колорадо в США далеко не каждый год добирается до Тихого океана. Амударья и Сырдарья уже не впадают в Аральское море.
- Опустынивание
Так называется совокупность природных и антропогенных процессов, приводящих к разрушению (нарушению) равновесия в экосистемах и к деградации всех форм органической жизни на конкретной территории.
Опустынивание происходит во всех природных зонах мира.
Главная причина – несоответствие сложившейся структуры хозяйственного использования природных ресурсов с потенциальными природными возможностями данного ландшафта, рост народонаселения, увеличение антропогенных нагрузок, несовершенство социально-экономического устройства ряда стран. Сейчас пустынями антропогенного происхождения занято более 9 млн. км2, ежегодно выбывает из продуктивного использования до 7 млн. га земель.
в) Проблемы Мирового океана.
- Загрязнение Мирового океана
Мировой океан покрывает 2/3 земной поверхности, масса воды в котором составляет 1,4*1021кг. Вода океана составляет 97% всей воды на планете. Мировой океан дает 1/6 часть всех белков животного происхождения, потребляемых населением планеты в пищу.
70% О2, поступающего в атмосферные планеты, вырабатывается в процессе фотосинтеза планктона.
Таким образом, Мировой океан играет огромную роль в поддержании устойчивого равновесия биосферы, и его охрана является одной из актуальных международных экологических задач.
Особое опасение вызывает загрязнение Мирового океана вредными и токсичными веществами, в т.ч. нефтью и нефтепродуктами, радиоактивными веществами.
г) Социально-экономические проблемы.
- Недостаток пищи
Мировое производство зерна, мяса, рыбы и ряда других продуктов на душу населения непрерывно снижается с 1985 г. К 2010 г. цены на пшеницу и рис поднимутся в 2 с лишним раза. В наиболее бедных странах это может вызвать массовый голод. Резко сократились рыбные запасы.
- Рост численности населения
9. Понятие урбанизации, общие черты
Урбанизация (от лат. urbs – город) – одно из важнейших глобальных явлений современного мира, затрагивающее все народы и страны.
Это рост городов, повышение удельного веса городского населения в стране, регионе, мире.
Современная урбанизация как всемирный процесс обладает тремя общими чертами:
1) быстрые темпы роста городского населения (в 1990 г. доля городского населения от общей численности населения составляла 13%, а в 2000 г. – 47,5%);
2) продолжающаяся концентрация городского населения, прежде всего в больших городах (в 1990 г. городов-«миллионеров» в мире насчитывалось 10, а в 2000 г. – 430);
3) 
«расползание» городов, расширение их территории, т.е. переход от «точечного» города к городским агломерациям, которые трансформируются в еще более крупные образования – мегаполисы (это очень сложная экосистема, с точки зрения экологии, где наблюдается высокая концентрация большого количества людей на ограниченном пространстве, здесь же концентрация промышленного производства, производства услуг, транспортных услуг рост антропогенной нагрузки на окружающую среду, усиливает ее засорение).
10. Город как искусственная экосистема
потребляет из окружающей среды огромное количество природных
ресурсов
возвращает в нее отходы своей жизнедеятельности, которые накапливаются в биосфере
а) Потребление природных ресурсов
Город потребляет огромное количество энергии. Основные источники энергии для предприятий города, отопления и освещения квартир горожан расположены за его пределами. Это – месторождения нефти, газа, угля, гидро- и атомные электростанции.
Чтобы накормить 1 горожанина, требуется 1 га сельскохозяйственных угодий (включающих пашню, сенокосы, пастбища).
В России на одного горожанина приходится около 2 га сельскохозяйственных угодий.
Город потребляет большое количество воды, но лишь незначительную часть которой человек использует непосредственно для своих нужд; основную часть воды тратит на производственные нужды. Личное потребление воды составляет от 150 до 500 л/сутки, а с учетом промышленности – 1000 л/сутки.
б) Загрязнение окружающей среды продуктами
жизнедеятельности города
· Загрязнение воды
Использованная городская вода насыщена тяжелыми металлами, остатками нефтепродуктов, фенолами и т.д.
В России лидерами по сбросу загрязненных сточных вод за 1997 г. являются: Москва – 2,4 млн. м3 (8,7% от общего объема сброса загрязненных вод по РФ); Санкт – Петербург – 1,5 млн. м3 (5,6%); Ангарск – 0,539 млн. м3 (1,9%).
Водные объекты ниже мест сброса сточных вод классифицируются как «очень грязные» и «чрезвычайно грязные». В настоящее время концентрация загрязняющих веществ в сточных водах коммунально-бытового сектора составляет 1 кг/м3 воды.
Очень острой является проблема очистки воды. Объем сточных вод в мире в наши дни составляет 450 км3/год, и большую часть этого объема дают города, очищают же не более 50% его.
· Твердые городские отходы
Только жители Москвы производят твердых городских отходов 13,5 млн. м3/год. Отходов производится все больше, а места, где их можно складировать, становится все меньше. Ежегодно такие полигоны занимают в пригородах Москвы не менее 25 га земли. Процесс разложения отходов происходит крайне медленно: бумага разлагается 2-10 лет; полиэтиленовый пакет – 200 лет; пластмасса – 500 лет.
· Загрязнение воздушной среды города
На выхлопные газы автомобилей приходится 30%, а иногда 50% загрязнений.
В Москве за счет автотранспорта в атмосферу поступает около 96% оксида углерода, 33% диоксида углерода, 64% углеводородов.
Выхлопные газы автотранспорта остаются в приземном слое атмосферы, что затрудняет их рассеивание. Узкие улицы и высокие здания также способствуют задерживанию токсичных соединений выхлопных газов в зоне дыхания пешеходов.
В состав выхлопных газов автотранспорта входит более 200 компонентов, тогда как нормируются лишь немногие из них (дымность, оксиды углерода и N, углеводороды).
Во многих городах России отмечается превышение предельных нормативов содержания вредных и токсичных веществ в атмосфере. Превышение в 10 раз по целому ряду соединений отмечено в 14 городах (Братск, Барнаул, Москва, Тюмень и другие) смог (сложное сочетание пылевых частиц, капель тумана, токсичных газов).
В 1952 г. в Лондоне смог унес более 4 тыс. жизней.
· Шумовое загрязнение
Город – источник физических загрязнителей – шум.
Приводит к повышенным нервным и психическим нагрузкам.
Под оптимальным шумовым фоном понимают энергию шума 20 децибел (Дб). Городской шум составляет 30-40 Дб. За последние 10 лет уровень шума в крупных городах поднялся на 5-8 Дб.
Таким образом, главная особенность экосистемы города состоит в том, что в нем невозможно экологическое равновесие. Все процессы регулирования потоков веществ 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 биосферу в результате деятельности промышленности и автотранспорта.
Должны регулироваться и размеры этих экосистем, которые распространяются, занимая все новые территории. В результате уменьшается площадь санитарно-защитных земных городских зон, пригородных сельскохозяйственных предприятий.
11. Основные направления охраны биосферы
Это комплексная задача. Экологическая безопасность общества определяется многими факторами: экономическими, социальными, технологическими и другими.
Охрана биосферы осуществляется по двум направлениям:
· совершенствование производственных отношений, т.е. создание действующей системы природоохранных мероприятий;
· совершенствование производительных сил, т.е. создание неразрушающих природу производств.
а) Совершенствование производственных отношений может при сочетании административного и экономического методов.
Административный метод охраны окружающей природной среды предполагает регулирование со стороны государства. Государство через систему соответствующих органов устанавливает правовые нормы, регулирующие экологические отношения, определяет меры и средства осуществления государственного контроля, устанавливает меры юридической ответственности за экологические правонарушения.
Административный метод используется для обеспечения управления и поэтому исходит из отношений власти и подчинения.
У нас в стране до принятия Конституции РФ в 1993 г. признавалась только государственная собственность на природные ресурсы, что обуславливало преимущественно административный способ управления ими.
В Конституции РФ сказано, что «земля и иные природные ресурсы могут находиться в частной, государственной, муниципальной и иных формах собственности» (ст. 9).
Признание равноправных форм собственности на природные ресурсы явилось предпосылкой для формирования экономического механизма охраны окружающей природной среды и природопользования.
Экономический метод подразумевает усиление рыночных средств воздействия на экологические процессы, предупреждение загрязнений.
В России установлена система платежей за природные ресурсы, определены меры экономического стимулирования для предприятий, которые используют ресурсосберегающие технологии или выпускают экологически чистую продукцию.
б) Совершенствование производительных сил достигается технологическими методами, т.е. путем совершенствования очистки промышленных выбросов и переработки отходов производства, создания малоотходных технологий, комплексного использования природного сырья.
Технологические методы направлены на создание неразрушающих природу производств. Основной принцип – оказание минимального воздействия на окружающую среду. Два пути: уничтожение вредных выбросов (очистка и утилизация); создание малоотходных и ресурсосберегающих производств.
12. Уничтожение вредных выбросов
Уничтожение вредных выбросов достигается в процессе очистки бытовых и промышленных стоков, газообразных выбросов, а также методами утилизации, т.е. переработки бытовых и промышленных отходов.
а) Очистка газообразных выбросов включает следующие процессы:
1. Рассеяние химических соединений в атмосфере (достигается при помощи строительства высоких труб).
2. Очистка атмосферных выбросов от пыли:
- с помощью механических обеспыливающих устройств, в которых пыль отделяется под действием гравитационных, инерционных или центробежных сил;
- мокрые методы очистки (с применением гидравлических аппаратов, в которых пыль поглощается жидкостью);
- использование электрофильтров (осаждение пыли осуществляется за счет ионизации газа и содержащейся в ней пыли).
3. Очистка атмосферных выбросов от токсичных веществ:
- адсорбционные методы очистки, которые основаны на избирательном поглощении газов или паров жидкостями;
- каталитические методы очистки, которые основаны на каталитических окислительно-восстановительных реакциях, в результате которых происходит химическое превращение токсичных веществ в более безобидные соединения.
б) Очистка сточных вод
I этап – очистка от механических примесей, которая производится в отстойниках, где удерживается 20-30% загрязнений.
II этап – биологическая очистка (очистка от органических соединений), для которой используется активный ил. В специальных бассейнах, которые продуваются воздухом, микроорганизмы превращают органические соединения в ил, способный осесть. Выпавший осадок собирают, высушивают и компостируют вместе с мусором или в жидком виде отправляют на поля в качестве удобрений.
После 2-х этапов очистки в воде остается около 10% загрязнений.
III этап – химическая очистка. Производится с целью удаления из воды растворенных соединений фосфора, стимулирующих размножение водорослей. К воде примешивают особые химикаты, которые вызывают выпадение всех растворенных веществ, в т.ч. фосфатов, в осадок.
В воде образуются хлопья, опускающиеся на дно и по пути захватывающие с собой всю взвесь, которая еще осталась.
Многие промышленные предприятия нельзя подключать к общегородской канализационной сети (например, предприятия целлюлозно-бумажной, кожевенной, текстильной, металлургической промышленности).
На многих предприятиях очищают сточные воды ионообменными соединениями.
в) Утилизация твердых отходов
Под твердыми отходами подразумевается бытовой и промышленный мусор.
Свалки – портят ландшафт, отравляют грунтовые воды, заражают воздух.
Остро встал вопрос о переработке мусора и о вторичном его использовании, т.е. получении сырья и энергии из мусора. В природе, т.е. в естественной экосистеме, отходов не бывает, благодаря механизму кругооборота.
В мусоре среднестатистического города содержится 30% органических веществ, пригодных для приготовления компоста; 23,1% - бумаги и картона; 22,7% - стекла; 4,5% - металлов.
Утилизация бытового мусора происходит путем компостирования и сжигания. При сжигании образуется энергия, которую можно использовать.
Например, в Роттердаме (Нидерланды) мусоросжигательная установка снабжает город водой и электроэнергией.
Утилизация промышленного мусора. Отходы горнодобывающей и металлургической промышленности используются в строительной промышленности в качестве пористого строительного материала.
Важнейший метод переработки твердых промышленных отходов – низкотемпературный пиролиз – это нагревание без доступа воздуха, при этом химические соединения разрушаются, образуя смолисто-угольную массу. Выделяющиеся при этом газы и пары улавливаются и перерабатываются, так же как пары нефти на нефтеперерабатывающем заводе, и их можно использовать в качестве горючего сырья для химической промышленности.
Найдены новые возможности для использования старых шин – их пиролиз. При высокой температуре резина шин разлагается на горючий газ, металлический каркас, выделяется сажа, и все эти материалы можно использовать вторично. Вторичной переработке подвергается и смазочное масло.
13. Малоотходные и ресурсосберегающие производства
Малоотходное производство – это такая форма организации технологического процесса, когда отходы производства сведены к минимуму или перерабатываются во вторичные материальные ресурсы.
Рекомендации по организации малоотходных и ресурсосберегающих технологий:
· все производственные процессы должны осуществляться при минимальном числе технологических этапов, поскольку на каждом из них образуются отходы и теряется сырье;
· единичная мощность технологического оборудования должна быть оптимальной, что соответствует максимальному коэффициенту полезного действия и минимальным потерям;
· технологические процессы должны быть непрерывными, что позволяет наиболее эффективно использовать сырье и энергию;
· при разработке нового оборудования необходимо предусматривать широкое использование автоматических систем на базе компьютерной техники, обеспечивающих оптимальное ведение технологических процессов с минимальным выходом вредных веществ;
· выделяющаяся теплота должна быть полезно использована, что позволит сэкономить энергоресурсы, и снизит тепловую нагрузку на окружающую среду.
Специфические особенности организации малоотходных и ресурсосберегающих технологий
· Совмещение различных видов производств
Например, щелочь (NaOH) получают электромезом поваренной соли (NaCl), но при этом вторым (побочным) продуктом химической реакции является Cl (хлор). Чтобы не производить выбросы Cl в атмосферу, целесообразно использовать в качестве сырья в другом технологическом процессе. Поэтому производство каустика часто совмещают с производством хлорорганических соединений, например, с производством хлоропренового каучука.
Таким образом, создается производственная цепь по принципу пищевой.
NaCl Первичное NaOH Вторичное каучук
 | |||||
 | |||||
 | |||||
(сырье) производство (основной продукт) производство
Cl2 
(сырье)
Совмещенное производство щелочи и хлоропренового каучука.
· Максимальное использование сырья
Эта проблема в разных отраслях промышленности решается по-своему.
Например, горнодобывающая промышленность должна быть ориентирована на комплексное извлечение полезных ископаемых из руд.
В химической промышленности выход основного продукта реакции невысок (от 5 до 50%).
Для выделения максимального количества продуктов химической реакции целесообразно применять различные методы разделения смесей (экстракция, ректификация и т.д.).
Таким образом, создание малоотходных и ресурсосберегающих технологий происходит различными путями, но оно должно способствовать минимизации производственно-хозяйственной нагрузки на окружающую природную среду.
Дата добавления: 2020-11-23; просмотров: 367; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!