Лекции по экологии. Лекция тема наукаэкологи я. План лекции Предмет. Цели и задачи. Методология. Структура и отрасли
 Скачать 0.87 Mb.
|
|
Помимо СССР и США, ядерные взрывы проводили Великобритания (совместно с США), Китай, Франция, Индия и Пакистан. Ряд крупных ядерных аварий в различных местах планеты (прежде всего авария на Чернобыльской АЭС) также стали источником глобального радиоактивного загрязнения. Первые аварии на атомных станциях и предприятиях произошли в 1957 г.: в Уиндскейле (Великобритания) и на Южном Урале (предприятие «Маяк», СССР). В 1967 г. снова случилась авария на предприятии «Маяк», а в 1983 г. - авария на атомной станции в Три-Майл-Айленде (США). Крупнейшей аварией XX столетия считают Чернобыльскую за 1986 г. Она не только привела к радиоактивному загрязнению огромных территорий, облучению многих миллионов людей, но и нанесла огромный моральный вред обществу, которое потеряло веру в надежность атомной энергетики в целом. Основными источниками излучений при ядерных взрывах и ряде аварий являются продукты деления, наведенная нейтронами активность, трансурановые элементы и тритий. При ядерных взрывах широко распространяется стронций-89 и стронций-90, а при авариях в основном цезий-137. Особую опасность для здоровья людей представляют растворимые продукты, мощные бета-источники: стронций и цезий. Если они попадают в костную ткань человека и животных в больших количествах, наступает смерть. Самостоятельной проблемой является нормирование радиационных воздействий на человека На человека воздействует облучение внешнее и внутреннее, вызванное потреблением загрязненных продуктов питания. Неотъемлемой частью ядерной энергетики являются радиоактивные отходы. Англичане замуровывают их в бочки и сбрасывают в море. В России для захоронения, как правило, используют так называемые водные линзы. В них закачивают в жидком виде не только радиоактивный стронций и цезий, но и плутоний-239, период полураспада которого составляет 24 тыс. лет. Если за эти тысячелетия линза разорвется, все живое на Земле погибнет. Загрязнение почв промышленными и бытовыми отходами Настоящим бедствием для страны являются отходы. Общее количество накопленных в стране отходов - около 50 млрд. т., ежегодно образуется более 4.5 млрд. т, под складирование занято 250 тыс. га. За год образуется более 50 млн. т. токсических промышленных отходов, всего их накоплено более 1,6 млрд. т. Огромное количество токсичных отходов хранится и захоранивается в совершенно не приспособленных для этого местах. Основной объем отходов размещается на свалках, в отвалах и полигонах. В России нет ни одного предприятия (полигона) по обезвреживанию и захоронению токсичных отходов, отвечающего современным требованиям. В стране отсутствует государственная статистическая отчетность по отходам. В стране образуется более 130 млн. тонн твердых бытовых отходов. Но некоторые западные фирмы предлагают нам захоранивать или "перерабатывать" еще и их собственные отходы... Для развитых стран сейчас существует, пожалуй, единственный, приносящий очень большие доходы рынок в России - рынок сбыта отходов. Почвы вокруг больших городов н крупных предприятий цветной и черной металлургии, химической и нефтехимической промышленности, машиностроения на расстоянии в несколько десятков километров загрязнены тяжелыми металлами, нефтепродуктами, соединениями фтора и другими токсичными веществами. Из обследованных 85 городов РФ наибольшему загрязнению подвержены почвы вблизи гг. Рудная Пристань, Ревда, Мончегорск, Свирск, Владивосток, Иркутск, Черемхово. Классы опасности различных химических веществ, попадающих в почву из выбросов, сбросов и отходов
Среднее содержание свинца в почвах пятикилометровой зоны вокруг обследованных городов находится в пределах 0.4-80 ПДК. Загрязнение почв нефтью в местах, связанных с ее добычей, переработкой, транспортированием и распределением, превышает фоновое в десятки раз. На расстоянии 10 км в западном и восточном направлениях от Владимира содержание нефти в почве превышало фоновое значение в 33 раза. За 15 лет исследований на территории России выявлены три города, которые по суммарному показателю загрязнения почвы в городе и в радиусе от него до 5 км относятся к чрезвычайно опасно загрязненным. Это Мончегорск на Кольском п-ве, Ревда в Уральском регионе и Белово в Кемеровской области. Большую опасность для литосферы представляют твердые бытовые отходы (ТБО.) Растущее население, увеличивающиеся доходы и изменение структуры потребления усложняют решение проблемы утилизации отходов. Количество мусора увеличивается, города растут, так называемые потребители зарабатывают больше денег, увеличивают потребление еды, воды и так называемых товаров длительного пользования, тогда как растущий спрос» и большая доступность стимулирует продажу товаров, которые просты в обращении, но - с большим удельным содержанием упаковок. В большинстве регионов в мире способность к эффективному решению проблемы отходов далеко отстает от темпов их роста. В доиндустриальную эпоху утилизация отходов была облегчена благодаря всасывающей способности окружающей среды: земли и воды. Крестьяне, отправляя свою продукцию с поля сразу к столу, обходясь без переработки, упаковки, рекламы и торговой сети, привносили мало отходов. Овощные очистки и тому подобное скармливалось или использовалось в виде навоза как удобрение почвы для урожая будущего года. Передвижение в города привело к совершенно потребительской структуре. Продукцию стали обменивать, а значит, упаковывать для большего удобства. Индустриальное общество с низким процентом сельского населения и высокими доходами производит на свет больше отходов, чем развивающиеся страны. Нъю-йоркцы, например, выбрасывают в отходы в 9 раз больше своего веса, а манильцы - в 2,5 раза больше своего веса. Одной из причин является то, что продукты в Нью-Йорк доставляются из-за сотен и даже тысяч километров и потому удельный вес упаковки, сохраняющей свежесть и привлекательность продукции, гораздо больше, чем на сельском рынке. Вдобавок низкие доходы в расчете на одного жителя в странах третьего мира заставляют жителей бережно относиться с целью удержания в рамках своего бюджета. В промышленно развитых станах вес упаковки составляет около 30%, а по объему-50% всех домашних отходов. Бумага составляет примерно половину упаковочных материалов, затем следует стекло, металл и пластик. Доля пластика в упаковке с незначительного объема в шестидесятых годах выросла особенно быстро. Напитки, растительные масла, чистящие средства, парфюмерия теперь имеют пластмассовые упаковки. Таким образом, не только растет количество упаковки, но и меняются материалы, используемые в ее производстве. Растет доля пластиков общей массе отходов, а их не просто утилизировать, с тем чтобы использовать заново. Бутылки для кетчупа, пакетики для супа и упаковки для мороженного должны быть легкими, небьющимися и биологически неактивными – то есть пластиковыми. К сожалению, лишь немногие процессы переработки можно применить для получения более чем одного вида пластика одновременно. А при тех, что пригодны для этих целей, вырабатывается пластик более низкого качества, чем полученный как сырье переработки. Пластик не так легко разлагается под действием света и бактерий. Однажды выброшенный, он остается относительно целым долгие годы. Упаковки для «быстрой пищи» содержат хлористые соединения. Хлор способен уничтожать озоновый слой. Если допустить его массовый выпуск в атмосферу, то радиация ультрафиолетовых лучей будет способствовать заболеваниям раком кожи, снижению урожайности и ослаблению имунной системы человека. Подобные вещества попадают в атмосферу прямо с заводов, имеющих с ними дело. В Великобритании и Швейцарии ученые пришли к формуле «умного пластика», который разлагается естественным путем или посредством применения специальных реагентов. Сейчас отходы домашнего хозяйства содержат все большее количество опасных отходов. Ртуть из батареек и фосфорсодержащие элементы флюорисцентных ламп угрожают здоровью людей. Продолжает расти риск, связанный с органическими химикатами, содержащимися в предохранителях древесных покрытий растворителях красок, пестицидах и косметике - эти продукты будут также исследованы с особой тщательностью. Будучи просто выброшенными в мусорный бак, эти опасные отходы могут вызвать взрыв в мусоросжигательных печах, загрязнение подземных вод в месте складирования и угрозу здоровью людей. Нормирование содержания вредных веществ в литосфере Для почвы ПДК вредных веществ впервые установлены в 1980 г.; в настоящее время нормативов более 100. Загрязняющие вещества нормируются:
ПДКп устанавливается экспериментально, в зависимости от допустимой остаточной концентрации (ДОК) в пищевых, кормовых растениях и в продуктах питания. ДОК – это максимальное количество вещества в продуктах питания, которое, поступая в организм в течение всей жизни, не вызывает никаких нарушений здоровью людей. Для летучих веществ ПДКп устанавливают в зависимости от ПДК этого вещества в атмосферном воздухе, т.е. при поступлении этого вещества в воздух ПДКА не должна быть превышена. Кроме того, учитывается поступление загрязняющих веществ виз почвы в грунтовые воды, в которых не должна быть превышена ПДКВ веществ в водных объектах. С учетом всех этих признаков вредности в качестве ПДКп принимается наиболее жесткая концентрация. В почве в основном нормируется содержание пестицидов, т.е. ядохимикатов, используемых для борьбы с вредителями (инсектициды), сорняками (гербициды), болезнями (фунгициды), паразитами (акарициды) и др. Нормируется содержание многих химических веществ: тяжелых металлов, галогенов, микроэлементов. Перечень ПДКп для некоторых инсектицидов приведен в таблице
При отсутствии ПДК устанавливаются ВДКп, которые определяются по эмпирическим формулам: ВДКп=1,23+0,48lgПДКпр, где ПДКпр – ПДК вещества в продуктах питания Предельно допустимое количество отходов на территории предприятия – это такое их количество, которое можно разместить при условии, что выделение вредных веществ в воздух не превысит 0,3 ПДК этих веществ, установленных для воздуха рабочей зоны, т.е. меньше 0,3 ПДКр.з. При этом должно соблюдаться известное правило: Ci/0,3ПДКi р.з. 1 Санитарные службы контролируют сбор, транспортировку, места захоронения и переработку опасных отходов. Утилизация твердых отходов Приблизительно за 500 лет до нашей эры в Афинах был издан первый известный эдикт, запрещающий выбрасывать мусор на улицы, предусматривающий организацию специальных свалок и предписывающий мусорщикам сбрасывать отходы не ближе чем за милю от города. Подобно многим греческим изобретениям, такая практика утилизации отходов была забыта в средние века. Жители продолжали выбрасывать мусор в окно вплоть до 14 века. Но несколькими веками позже, когда тысячи людей стали переселяться в промышленные города с тем чтобы получить работу, они, неся с собой эту порочную практику, принесли и мусорный кризис. Муниципалитеты оформили ответственность за сбор и утилизацию отходов в законах. Мусор вывозили за городские ворота и просто складировали на различных хранилищах в сельской местности. В результате роста городов свободные площади в их окрестностях уменьшались, а неприятные запахи возросшее количество крыс, вызванное свалками, стали невыносимыми. Отдельно стоящие свалки были заменены ямами для хранения мусора. В густо же населенных районах Европы этот способ, как требующий слишком больших площадей и способствующий загрязнению подземных вод, был предпочтен другому. Первое систематическое использование мусорных печей было опробовано в Нотингеме, Англия, в 1874 г. Сжигание сократило объем мусора на 70-90 %, в зависимости от состава, поэтому оно нашло свое применение по обе стороны Атлантики. Густонаселенные и наиболее значимые города вскоре внедрили экспериментальные печи, но не везде смогли оправдать затраты. Большие затраты на них были бы уместны тогда, когда не было бы дешевого способа захоронения. Многие города, которые применили эти печи, вскоре отказались от них - из-за ухудшения состава воздуха. Захоронение отходов оказалось в числе наиболее популярных методов решения данной проблемы. 90% отходов в США до сих пор закапывается. Но свалки в США быстро заполняются, и страх перед загрязнениями подземных вод делает их нежелательными соседями. Эта практика заставила людей во многих населенных пунктах страны прекратить потребление воды из колодцев. Желая уменьшить этот риск, власти Чикаго с августа 1984 г. объявили мораторий на разработку новых площадей под свалку до тех пор, пока не будет разработан новый вид мониторинга, следящего за перемещением метана. Метан - горючий газ, образующийся в процессе разложения органических соединений. Если не проконтролировать его образование, он может взорваться. Все больше и больше метана сейчас добывается в местах захоронения отходов при помощи труб, вставляемых внутрь захоронений. После очистки газ может быть использован в качестве топлива. Уже 40таких станций работают и строятся по всем Соединенным Штатам. Однако площадей для захоронения становиться все меньше и цены на них растут. В Минеаполисе, штат Миннесота, цена на захоронение 1 т. отходов возросла за 6 лет с 5 до 30 долларов. К 2006 г. власти Калифорнии заплатят 1 млрд долларов за то, чтобы избавиться от своего мусора. Но даже если город и может найти место для свалки, то эти места обычно удалены от города. Цена утилизации увеличивается на 1 доллар с каждой милей, на которую перевозят 1 т мусора. К тому же цены во многих местах искусственно занижены. До тех пор, пока городские власти и промышленники не столкнутся с высокими ценами на небольшое количество площади и более строгими ограничениями, они не смогут решить ни одну проблему. Нехватка новых мест для сброса отходов, а также их растущий объем заставляют искать все новые методы их утилизации. Поддержка в пользу станций по переработке отходов в энергию в США растет как снежный ком. После огромного количества неудач в 1970-х гг. эта технология была улучшена и используется от Аляски до Флориды. В 1986 г. на конференции мэров США было объявлено о существовании 69 таких станций, а также о строительстве в ближайшее время еще около 61. Большинство из них используют технологию сжигания общей массы, где топливом служит мусор, который не перебирали и который краном переносится в специальную печь. Другие применяют технологию, где топливом служит мусор, из которого удалены металлы и стекло, и в который добавили немного угля. На некоторых подобных станциях также отделяют определенные, имеющие низкие теплотворные способности, органические отходы, с тем чтобы использовать в качестве удобрений. Технология массового сжигания является наиболее привлекательной - из-за отсутствия высоких требований к топливу, и поэтому они могут быть переданы в частные руки - при гарантированном спросе на энергию. Закон США 1978 г. требует от государственных энергокомпаний покупать электричество по сходной цене у частных производителей. Но этот закон не является столь же насущным в тех странах, где частные предприятия занимаются как электричеством, так и отходами. Компании, снабжавшие оборудованием теперь уже несовременную электрическую промышленность, активно предлагают на рынке новые, работающие на сжигании мусора электростанции. Последние могут покрыть нужды в электричестве целых городов и поглотить 100-3300 т мусора в день. Рынок больших и малых подобных электростанций растет. Около 25 таких электростанций объемом потребления в 1500 т мусора в день уже работают сейчас либо находятся в стадии завершения строительства. Об их эффективности можно судить по следующим данным: чтобы сжечь весь пригодный к сжиганию мусор нужно 12 станций мощностью по 1500 т. в день. Приверженцы рассмотренных электростанций обращаются к международному опыту их использования. Около 350 таких станций работает в Бразилии, Японии, на территории бывшего СССР и в разных странах Западной Европы, где находится около половины всех этих станций. В Дании, Японии, Швеции и Швейцарии более половины всего мусора сжигается, но лишь часть из них вырабатывает электричество. Гораздо большее их число предназначены для получения пара, идущего на отопление жилых домов и предприятий. С 1970 г. количество электростанций, работающих на мусоре, в Японии увеличилось в 4 раза. В США лишь 396 отходов сжигается. Приверженцы данной технологии считают, что к концу столетия их объем возрастет до 40%. Не все убеждены в перечисленных выше достоинствах таких электростанций. Ряд электростанций, работающих на мусоре, закрывается - в большинстве своем из-за того, что они не удовлетворяют стандартам по качеству воздуха, введенным после их строительства. Некоторые аналитики считают, что эти проблемы не решены в полной мере на новых станциях. Скептики убеждены: после их открытия появятся проблемы с сжиганием мусора, содержащего хлор. При выбросе их молекулы группируются в химические соединения, известные как диоксины. Некоторые диоксины - среди наиболее токсичных из известных веществ. Замечено, что они ослабляют иммунную систему, делая ее менее стойкой к воздействию вирусов, и влияют на кожный покров. В настоящее время существуют следующие варианты утилизации ТБО и сведения при этом вреда к минимуму:
Проблема бытовых отходов в России С начала 70х до конца 80х в России бытовых отходов стало в 2 раза больше. Это миллионы тонн. И произошло это по причине улучшения культуры упаковки и появления большого количество одноразовой упаковки. И по этому показателю мы почти догоняем Запад. Проблема утилизации мусора стоит особо остро в больших городах, таких как Москва. Поэтому стоит проиллюстрировать как она решалась и решается сейчас в нашем родном городе. Как мы это уже показали во всем мире она решается по-разному. Изобилует методами уничтожения и переработки мусора и Москва. До 1987 года самым популярным способом было захоронение отходов города на специальных полигонах под Москвой. К 1987 году таких полигонов насчитывалось под Москвой около пятидесяти общей площадью в несколько сот гектаров дефицитных земель. Хорошо, если непригодные для землепользования! В Истринском районе под полигон был отдан глиняный карьер, а в Одинцовском под полигон отдан вполне пригодный для земледелия участок в 7,5 га. Не всегда куга мусора на этих полигонов надежно засыпаны почвой, и неприятные запахи и пожары становились нормой в таких местах. Также не всегда хорошо были защищены от загрязнения ядовитыми веществами грунтовые воды. Видя такое состояние на городских свалках, отцы города в то время нашли другое решение этой проблеме мусоросжигательные печи и переработка твердых отходов. Была разработана программа по комплексному сбору, перевозке и утилизации отходов Москвы и Подмосковья. В рамках этой программы намеревались построить свыше десяти крупных предприятий по переработке бытовых отходов, в частности в Мытищах, Люберцах, Одинцове. Отходы должны были сжигаться, а металлолом реализовываться через Вторчермет и Вторцветмет. Программа также включала в себя увеличение парка мусоровозов и контейнеров для их сбора. Предвидя возможные загрязнения атмосферы выбросами мусоросжигательных печей, также предусматривалась установка специальных фильтров и технологии сжигания, очищающая выбросы на 97-99%. Органические отходы города власти собирались вывозить в сельские хозяйства Подмосковья. По выполнению программы (2000 год) городские власти намеревались закрыть значительное количество мусорных полигонов. Ситуация на сегодняшний день представляется следующей. С тех пор (1987 год) количество мусора увеличилось в два раза и составило 120 млрд. т. в год (учитывая промышленность). Сегодня Москва выбрасывает 10 млн. т. с промышленных отходов примерно по 1т на каждого жителя! Из них 40-50% подвергается переработке (заслуга прежних властей) или сжигаются (гораздо большая часть всех отходов), еще 30-40% вывозится, а еще около 10 оседает в черте города, где их уже около 3 млн. т. Количество свалок (мусорных полигонов) ни сколько не уменьшилось и по-прежнему составляет 50, каждая площадью от 3 до 5 га. Исследователи утверждают, что несанкционированные свалки приобрели неслыханный размах - даже в центре Москвы их 14 штук, и это не считая загородных. Мэрия, видимо, понимает опасность такого положения и пытается устранить ее путем еще большего увеличения числа крупных мусоросжигательных станций. 12 таких закупаются сейчас за рубежом. Известно, что стоят они не мало и поэтому, стоило бы сначала задуматься, а стоит ли их вообще закупать. В мире хорошо известны экологические издержки таких печей, а в экономическом плане они убыточны не только потому, что они стоят дорого, но и потому, что в них сжигается ценнейшее сырье, которое после переработки могло дать немалую прибыль той же Мэрии и сэкономило бы наши деньги, деньги налогоплательщиков. Сбор, транспортировка и утилизация отходов стоит городам от30 до 100 долларов за тонну. Поэтому утилизация твердых отходов - большая и постоянно растущая расходная статья городского бюджета. "Купил, потребил, выкинул" - такое мышление по отношению к товарам так сильно укоренилось в человеческом сознании, что даже переход от свалки к мусорным печам считается радикальным. Сокращение отходов, их переработка нуждается не только в новом подходе, но и в вовлечении большего количества средств, что встречает постоянные барьеры. Но, несмотря на все препятствия, все большее количество городов активно внедряют в свои планы борьбы с отходами их переработку. Эти города не тратят свои деньги на захоронение, а, наоборот, зарабатывают их через продажу вторматериалов. Эти программы вырастают за пределы городов в виде заработанных денег, произведенной энергии, материальных ценностей и недопущенных загрязнений окружающей среды. |