Инженерная экология

Вещества, поступающие в почву, разлагаются животными и растения-

ми, населяющими ее. Однако главная роль в этом процессе принадлежит мик-

роорганизмам.

Кроме микроорганизмов, органические вещества в почве разрушаются и другими биологическими видами, населяющими почву: простейшими, червя-

ми, грибками и плесенями, личинками насекомых.

Самоочищение почвы, в основном, может произойти только при загряз-

нении органическими отходами, которые подвергаются биохимическому окислению микроорганизмами. В то же время тяжелые металлы и их соли по-

степенно накапливаются в почве и могут лишь опуститься в более глубокие слои. Однако при глубокой вспашке почвы они снова могут оказаться на по-

верхности и попасть в трофическую цепь.

Таким образом, интенсивное развитие промышленного производства приводит к росту промышленных отходов, которые в совокупности с бытовы-

ми отходами существенно влияют на химический состав почвы, вызывая ухудшение ее качества.

4.3. Нормирование загрязняющих веществ в почве

Установление предельно допустимых концентраций вредных веществ в почве находится в начале разработки. ПДК установлены примерно для 50

вредных веществ, преимущественно ядохимикатов, применяемых для защиты растений от вредителей и болезней. Почва не принадлежит к тем средам, кото-

рые непосредственно воздействуют на здоровье человека, неблагоприятное влияние загрязнителей почвы проявляется через трофическую цепь. Поэтому на практике для оценки степени загрязнения почвы используются два показа-

теля:

1. Предельно допустимая концентрацию загрязнителя в почве (ПДКП),

мг/кг.

2. Допустимые остаточные количества (ДОК), мг/кг массы растительно-

сти.

60

Санитарный контроль загрязнения почвы в условиях городов осуществ-

ляется санэпедемслужбой. Под ее контролем находятся также транспортиров-

ка отходов, согласование мест складирования, захоронения и переработки.

По степени опасности вещества, загрязняющие почву, подразделяют на три класса:

1. Высокоопасные.

2. Умеренно опасные.

3. Малоопасные.

Класс опасности определяют не менее чем по трем показателям в соот-

ветствии с ГОСТ 17.4.1.02-83 «Охрана природы. Почвы. Классификация хи-

мических веществ для контроля загрязнения».

4.4.Радиоактивное загрязнение почв

Всвязи с широким использованием в народном хозяйстве радиоактивных веществ появилась опасность загрязнения почв радионуклидами. Источники радиации – ядерные установки, испытание ядерного оружия, отходы урановых шахт. Потенциальными источниками радиоактивного загрязнения могут стать аварии на ядерных установках, АЭС (как в Чернобыле, Екатеринбурге, а также

вСША, Англии, Японии).

Вверхнем слое почвы концентрируются радиоактивные стронций и це-

зий, откуда они попадают в организм животных и человека. Лишайники се-

верных зон обладают повышенной способностью к аккумуляции радиоактив-

ного цезия. Олени, питающиеся ими, накапливают изотопы, а у населения, ис-

пользующего в пищу оленину, в организме в 10 раз больше цезия, чем у дру-

гих северных народов.

Радионуклиды из почвы поступают в воду, воздух, а также включаются в биологические циклы миграции, создавая тем самым множественность путей внешнего и внутреннего облучения населения.

На величину этих процессов оказывает влияние ряд факторов, прежде всего определяющих скорость вертикальной миграции. Среди них следует

61

указать: тип почвы, ее минеральный и органический состав, ландшафтно-

геохимические особенности региона, физико-химическое состояние выпавших радионуклидов и ряд других.

Росгидрометцентром ежегодно проводится выборочный контроль за-

грязнения земель 5-километровой зоны вокруг основных промышленных цен-

тров черной и цветной металлургии, химических и нефтехимических предпри-

ятий, центров машиностроения, энергетики и других зон повышенного техно-

генного воздействия на окружающую среду.

Разлагать токсичные вещества способны микроорганизмы различных групп. Особенно активны бактерии рода Псевдомонас – они одинаково легко преобразуют моноциклические ароматические углеводороды (бензол, толуол,

ксилол), альдегиды (формальдегид, ацетальдегид), спирты (метанол, глицерин)

идругие в более сложные соединения.

Впроцессе воздействия на загрязненную почву тяжелых металлов мик-

роорганизмы могут накапливать их в своих клетках. Гриб Нейроспора спосо-

бен поглотить до 40% накопленного в почве кобальта. С каждым годом рас-

ширяется поиск микробов, «работающих на человека». Планируется создание ряда новых штаммов, способных разрушать стойкие химические соединения.

С их помощью можно обезвреживать специальные угодья с повышенным со-

держанием ксенобиотиков. Познание взаимоотношений микроорганизмов с запрограммированными свойствами позволит решить многие важные пробле-

мы, возникающие на нашей планете.

4.5. Деградация почв

(от лат. degradatio, буквально – снижение), регрессия – про-

цесс ухудшения характеристик какого-либо объекта с течением времени, сни-

жение качества, разрушение материи вследствие внешнего воздействия по за-

конам природы и времени. Деградация часто противопоставляется эволюции.

Почва – хранительница плодородия и жизни на Земле, чтобы образовал-

ся ее слой толщиной в 1 см необходимо 100 лет, но он может быть потерян

62

всего за один сезон бездумной эксплуатации земли человеком. По оценкам геологов, до того, как человек начал заниматься сельскохозяйственной дея-

тельностью, реки ежегодно сносили в океан 9 млрд. тонн почвы. При содейст-

вии человека эта цифра увеличилась до 25 млрд. тонн в год. Все большую опасность приобретает явление почвенной эрозии. Плодородных почв стано-

вится все меньше, и жизненно важно сохранить то, что имеется на данный мо-

мент: не допустить исчезновения этого единственного слоя земной литосферы,

на котором могут расти растения.

В составе земельного фонда учитываются семь категорий по назначению земель и семь основных видов их использования (угодий).

Категории земель:

I – земли сельскохозяйственных предприятий и граждан;

II – земли лесного фонда (лесохозяйственные);

III – земли в ведении городских, поселковых и сельских органов власти;

IV – земли природоохранного назначения;

V – земли промышленности, транспорта и иного несельскохозяйствен-

ного назначения;

VI – земли водного фонда;

VII – земли запаса.

Миллионы гектаров почвы теряются из-за:

индустриализации, строительства зданий и дорог;

неправильной эксплуатации;

химического и промышленного загрязнения;

вырубки лесов, которые защищают почву от выветривания и вымыва-

ния;

сооружения плотин ГЭС, перед которыми происходит заболачивание, а

после которых – пересыхание почвы;

добычи из недр земли тонн пород, в составе которых почти вся таблица Менделеева, в том числе и радиоактивные вещества.

63

4.6. Рекультивация земель

Рекультивация (лат. re – приставка, обозначающая возобновление или повторность действия; cultivo – обрабатываю, возделываю) – комплекс работ по экологическому и экономическому восстановлению земель и водоѐмов,

плодородие которых в результате человеческой деятельности существенно снизилось. Целью проведения рекультивации является улучшение условий ок-

ружающей среды, восстановление продуктивности нарушенных земель и во-

доемов.

Работы по рекультивации обычно имеют два основных этапа – техниче-

ский и биологический. На техническом этапе проводится корректировка ландшафта (засыпка рвов, траншей, ям, провалов грунта, разравнивание и тер-

расирование промышленных терриконов), создаются гидротехнические и ме-

лиоративные сооружения, осуществляется захоронение токсичных отходов,

производится нанесение плодородного слоя почвы. На биологическом этапе проводятся агротехнические работы, целью которых является улучшение свойств почвы.

В зависимости от последующего целевого использования нарушенных земель выделяют следующие основные направления рекультивации:

сельскохозяйственное – осуществление комплекса работ по приведению нарушенных земель в состояние пригодное для использования под сельскохозяйственные земли (пахотные, кормовые и др.);

лесохозяйственное – подготовка нарушенных земель для создания лесонасаждений различного направления (противоэрозионных, водоохранных,

лесопарковых, насаждений производственного назначения);

рыбохозяйственное – создание на рекультивированных землях водоемов для рыборазведения;

водохозяйственное – создание на рекультивированных землях водоемов различного назначения (противопожарных, для орошения, водопоя скота и т.д.);

рекреационное – создание на рекультивированных землях зон отдыха;

64

природоохранное – подготовка поверхности нарушенных земель для восстановления биологического разнообразия и гидрологического режима;

строительное – приведение нарушенных земель в состояние пригодное для промышленного, гражданского и внутрихозяйственного строительства.

Виды использования рекультивированных земель определяются на ста-

дии проектирования с учетом качественных характеристик нарушенных зе-

мель, географических и экономических условий зоны размещения нарушен-

ных земель, технико-экономических и социальных факторов.

Современный уровень развития технологии, техники и организации зем-

левосстановительных работ позволяет обеспечить высокие показатели качест-

ва рекультивации земель.

5.СТРАТЕГИЯ ЗАЩИТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

5.1.Роль промышленных предприятий в загрязнении окружающей

среды

Природные ресурсы – это любые природные объекты и явления, исполь-

зуемые в народном хозяйстве, служащие средством существования человече-

ского общества. К ним относятся атмосферный воздух, вода, почва, полезные ископаемые, солнечная радиация, климат, растительность и животный мир.

Природные ресурсы делятся на исчерпаемые и неисчерпаемые. Исчер-

паемые ресурсы, в свою очередь, подразделяются на невозобновимые и возоб-

новимые. Исчерпаемость невозобновимых ресурсов определяется их запасами в природе и интенсивностью использования в народном хозяйстве. К невозоб-

новимым относят те ресурсы, которые не возрождаются или восстанавливают-

ся в сотни раз медленнее, чем расходуются.

Возобновимые природные ресурсы – это почва, растительность, а также животный мир и некоторые минеральные ресурсы, например глауберова и по-

варенная соли, осаждающиеся в озерах и морских лагунах. Эти ресурсы по ме-

65

ре использования постоянно восстанавливаются, но только в том случае, если сохраняются необходимые для этого условия и скорость восстановления оста-

ется на прежнем уровне.

Сейчас человек в своей хозяйственной деятельности освоил почти все доступные и известные ему виды ресурсов, как возобновимых, так и невозоб-

новимых.

О важности минеральных ресурсов можно судить по их разнообразию и многостороннему использованию в повседневной жизни. Некоторые минералы столь же важны для жизни и здоровья людей, как воздух и вода. Поваренная соль, например, без которой не может обходиться человек, была объектом об-

мена на всем протяжении человеческой истории. Она стала и важнейшим про-

мышленным сырьем – ее запасы в земной коре и в океане очень велики, и че-

ловечество располагает этим ресурсом в изобилии.

Иначе обстоит дело с минеральным топливом и металлами. Многие из них не являются ни изобильными, ни дешевыми и потому должны находиться под охраной как исчезающий вид ресурсов.

Темпы эксплуатации земных недр ускоряются из года в год. Назначение охраны запасов полезных ископаемых состоит в том, чтобы обеспечить рацио-

нальное и полное их использование, предупредить порчу и пресечь попытки самовольной добычи, сохранить участки недр, представляющие научный,

культурный интерес. Необходимо принимать решительные меры к сокраще-

нию потерь при добыче полезных ископаемых. Если при добыче десятков миллионов тонн теряется хотя бы доля процента полезного ископаемого, то фактические потери составят десятки тонн, а на разведку и подготовительные работы будут затрачены огромные суммы.

Разработка полезных ископаемых должна вестись так, чтобы по возмож-

ности полностью использовать химические элементы, не выбрасывать в отвал даже бедные руды, до конца исчерпывать месторождения. Нужно сохранять полезные ископаемые в процессе транспортировки к местам переработки. Еще нередки большие потери каменного угля при подземных пожарах, на борьбу с

66

ними затрачиваются большие средства. Значительны потери при добыче, обо-

гащении и переработке руд цветных и редких металлов. Здесь теряются основ-

ные металлы и сопутствующие компоненты.

Таким образом, основными требованиями к охране недр и их рациональ-

ному использованию является наиболее полное извлечение из недр и рацио-

нальное использование запасов основных и совместно с ними залегающих по-

лезных ископаемых и содержащихся в них компонентов; недопущение вред-

ного влияния работ, связанных с использованием недр, на сохранность запасов полезных ископаемых; охрана полезных ископаемых от затопления, пожаров и других факторов, снижающих их качество и ценность месторождения; предот-

вращение загрязнения недр при подземном хранении нефти, газа и иных мате-

риалов.

Часто бывает очень трудно провести границу между возобновимыми и невозобновимыми ресурсами. Так, например, растения и животные, если их использовать расточительно, не заботясь о последствиях, могут исчезнуть с лица Земли. Следовательно, в этом плане их можно отнести к невозобновимым ресурсам. С другой стороны, растительный и животный мир обладает способ-

ностью к самовоспроизведению и при разумном использовании может быть сохранен. Таким образом, в принципе эти ресурсы возобновимы.

То же самое можно сказать и о почвах. При рациональном ведении хо-

зяйства почвы могут не только сохраняться, но даже и улучшаться и повышать свое плодородие. С другой стороны, неразумное использование почв приводит к падению их плодородия, а эрозия часто физически уничтожает почвенный слой, полностью смывая его. То есть, во многих случаях возобновимость или невозобновимость природных ресурсов определяется отношением к ним чело-

века.

Cейчас человек в своей хозяйственной деятельности освоил почти все доступные и известные ему виды ресурсов, как возобновимых, так и невозоб-

новимых.

67

На территории России (17 млн. кв. км) имеется 9 млн. кв. км нетрону-

тых, а значит, работающих экологических систем. Значительная часть этой территории – тундра, которая биологически малопродуктивна. Зато россий-

ская лесотундра, тайга, сфанговые (торфяные) болота – это экосистемы, без которых невозможно представить нормально действующую биоту всего Зем-

ного шара.

Россия стоит на первом месте в мире по поглощению (благодаря своим обширным лесам и болотам) углекислоты – около 40 процентов.

В России тяжелая экологическая обстановка усугубляется затянувшимся общим кризисным состоянием. Медленно развивается правовой инструмента-

рий для защиты окружающей среды – экологическое право. В 90-е годы, прав-

да, было принято несколько экологических законов, основным из которых стал закон Российской Федерации «Об охране окружающей природной среды»,

действующий с марта 1992 года. Однако правоприменительная практика вы-

явила серьезные пробелы как в самом законе, так и в механизме его реализа-

ции.

Для осуществления комплексного подхода к предотвращению и/или снижению уровня загрязнений окружающей среды необходимы как законода-

тельные требования, так и мероприятия на уровне не только государств, но и промышленных союзов, ассоциаций, объектов хозяйственной деятельности,

направленные на комплексное предотвращение и контроль интегрального воз-

действия загрязнений на окружающую среду.

Применяемые в развитых странах различные методы контроля выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, сбросов в водную среду и/или на почву,

накопления отходов скорее способствуют перемещению загрязнений между разными природными средами, чем защите окружающей среды в целом.

Для более успешного и эффективного решения проблем, связанных с уменьшением интегральных воздействий загрязнений на окружающую среду,

образующихся в результате хозяйственной деятельности предприятий, работ-

ники предприятий должны уделять особое внимание вопросам охраны окру-

68

жающей среды, что выражается в обязательном учете и документировании всех компонентов интегрального воздействия предприятия на окружающую среду, получении разрешений на комплексное природопользование от специ-

ально уполномоченных государственных органов в области охраны окружаю-

щей среды, декларировании экологической политики предприятия, заполнении декларации о мерах, предпринимаемых для защиты окружающей среды, и на этой основе – подготовке и проведению сертификации производства в системе экологического менеджмента.

Работники предприятий должны быть, прежде всего, уверены в том, что на предприятии предпринимаются все необходимые меры по предотвращению или контролю загрязнения окружающей среды. С этой целью на предприятиях должно быть обеспечено принятие комплексных мер защиты от загрязнения атмосферы, водной среды и земной поверхности.

При этом предельные значения и параметры выбросов, сбросов, образо-

вания отходов и соответствующие им меры технического характера должны определяться с помощью наилучших существующих технологий, доступность которых определяет возможность их практического применения.

Информация о предпринимаемых предприятиями мерах и соответст-

вующая документация должны доводиться до сведения специально уполномо-

ченных государственных органов по охране окружающей среды и обществен-

ности.

В случае если изменения, осуществляемые на объектах хозяйственной деятельности, могут вызвать рост интегрального воздействия загрязнений на окружающую среду, специально уполномоченные государственные органы по охране окружающей среды должны быть поставлены в известность о таких изменениях.

Для того чтобы общественность получала достоверную информацию об уровне экологической безопасности объектов хозяйственной деятельности и их возможном интегральном воздействии на окружающую среду, а также для обеспечения прозрачности решений, принимаемых объектом хозяйственной

69