Реферат: Проблемы экологизации в РФ

 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.

Чтобы уменьшить пагубное влияние автомобилей на при­роду, следует:

Уменьшать содержание вредных веществ в выхлопных газах. Схему работы двигателя нужно изменить так, чтобы рационально использовать более экологически чистое, чем этилированный бензин, горючее. Разработаны специальные добавки (катализаторы), обеспечивающие более полное сгора­ние топлива и уменьшающие количество ядовитых газов в выхлопах. Экологически чище заправка автомобилей не бен­зином, а сжиженным газом или спиртом, выхлопы от таких автомобилей менее опасны. В перспективе — использование водорода, получаемого при разложении воды.

Рационально организовать движение транспорта. Чтобы уменьшить количество выбросов, движение по улицам же­лательно делать безостановочным, так как особенно много выхлопных газов автомобили выделяют в момент торможе­ния и набора скорости.

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ЭНЕРГЕТИКИ

Сегодня основные источники энергии для промышленнос­ти и сельского хозяйства — почерпаемые ресурсы угля, нефти, газа. Энергию получают, кроме того, на атомных и гидроэлектростанциях, а также на приливных, геотермаль-ных, солнечных и других, но пока в очень небольшом коли­честве. Количество ископаемого топлива на Земле ограниче­но, получение атомной энергии экологически небезопасно, так как даже если не случаются такие аварии, как чернобыль­ская, то возникает проблема отходов, тысячелетиями сохра­няющих опасную радиоактивность. Для их захоронения при­ходится создавать дорогостоящие наземные и специальные подземные хранилища или опускать остеклованные отходы на дно океана в специальных контейнерах из нержавеющей стали' и бетона. Однако, поскольку период полураспада радиоактивных элементов, входящих в состав отходов, длится тысячелетия, то не исключено попадание радиационного загрязнения в среду при разрушении оболочек контейнеров. Особенно опас­ны захоронения отходов на дне океана.

В принципе возможны новые типы реакторов на быстрых нейтронах, которые позволяют повысить выход энергии от каждой тонны сожженного урана в 20 раз, и термоядерные управляемые реакции, которые сделают запасы энергии прак­тически неисчерпаемыми. Однако использование этих новых источников — дело отдаленного будущего. Кроме того, резкое увеличение энергопотребления опасно ввиду неизбежного теп­лового загрязнения окружающей среды. Это может стать причиной (вместе с парниковым эффектом) серьезных измене­ний климата с опасными последствиями для биосферы.

Гидроэлектростанции экологически менее опасны, но у них также много недостатков: создаются искусственные моря, на дне которых остаются многие тысячи гектаров плодородных земель, разрушаются экосистемы рек.

ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ

Наряду с поиском экологически безопасных неисчерпае­мых источников энергии, важнейшим принципом будущей экологической политики в энергетике станет энергосбережение. Энергию нужно экономить, выбирая наиболее энергоем­кие технологические схемы производства. Например, при современных способах выплавки стали в конверторах расхо­дуется в 2 раза меньше энергии, чем в обычных для наших металлургических комбинатов мартеновских печах.

Значительной экономии энергии можно добиться, если перерабатывать металлолом на месте в дуговых электричес­ких печах разной мощности без его транспортировки на металлургические комбинаты.

Большие резервы энергосбережения есть на транспорте. Автомобиль при более совершенной системе сжигания горю­чего в двигателе и при добавлении в топливо специальных веществ (присадок), улучшающих его сжигание, может тра­тить горючего в 2 раза меньше. Возможны самолеты, тепло­ходы и электровозы с более высоким коэффициентом полез­ного действия.

Огромное количество энергии понапрасну тратится в сель­ском хозяйстве, где можно выращивать высокие урожаи и получать мясо и молоко с меньшими затратами горючего, удобрений, пестицидов и т. д.

Много энергии можно сэкономить в быту. Так, флюоресцентная лампа мощностью в 18 Вт дает столько же света, сколько лампа накаливания в 75 Вт. Замена ими ламп на­каливания позволит сократить потребление электроэнер­гии примерно в 4 раза. Кроме того, новые лампы в 7 раз долговечнее, чем старые, что позволит экономить и ресурсы. В 4 раза менее энергоемки холодильники нового поколе­ния. Теплоизоляция стен даже в самых холодных райо­нах позволит резко сократить расходы энергии на обогрев жилья. Вместо печей будет достаточно одного небольшого электронагревателя. Имеется принципиальная возможность сократить расход электроэнергии при использовании телеви­зоров и т. д.

В особенности велики резервы энергосбережения в России, так как сегодня ее отрасли хозяйства и бытовое оборудование значительно более энергоемкие, чем в развитых странах.

БИБЛИОГРАФИЯ.

Одум Ю. Экология: в 2-х т. М.: Мир, 1986

Бигон М., Харпер Дж., Таунсенд К. Экология: особи, популяции и сообщества. В 2-х т. М.: Мир, 1989.

Реймерс Н.Ф. Природопользование: Словарь-справочник. М.: Мысль, 1990.

Реймерс Н.Ф. Охрана природы и окружающей человека среды: Словарь-справочник. М.: Просвещение, 1992. Небел Б. Наука об окружающей среде. В 2-х т. М.: Мир, 1993. Миллер Т. Жизнь в окружающей среде. В 3-х т. М.: Прогресс — Пангея, 1993 — 1995.

Окружающая среда. Энциклопедический словарь-справочник. Пер. с нем. М.: Прогресс, 1993.

Ревелль П., Ревелль Ч. Среда нашего обитания. В 4-х кн. М.: Мир, 1995.