Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Устойчивое развитие и современные проблемы экологии. Учебное пособие
.pdf
последствий, таких как деградация водных экосистем и болезни, которые
передаются через загрязненную воду из-за истощения запасов пресной воды, имеют
далеко идущие последствия для благосостояния сообществ. Неспособность решить
проблему сточных вод как важную социальную и экологическую задачу,
являющуюся компонентом устойчивого развития, может подорвать другие усилия
по реализации целей, которые были определены в качестве приоритетов на период
до 2030 года.
Сточные воды с учетом возрастающего спроса становятся важным
источником воды. Это позволяет сменить подход к управлению сточными водами с
«очистки и удаления» на «повторное использование, переработку и восстановление
ресурсов». С этой точки зрения сточные воды больше не рассматриваются как
проблема, требующая решения. Скорее они становятся частью процесса разрешения
проблем, с которыми сталкивается общество в данный момент.
Сточные воды также могут быть экономичным и устойчивым источником
энергии, питательных и органических веществ и других полезных продуктов.
Потенциальные выгоды от извлечения таких ресурсов из сточных вод выходят
далеко за рамки здоровья человека и окружающей среды и имеют последствия для
продовольственной и энергетической безопасности, а также для смягчения
последствий изменения климата. В контексте экономики замкнутого цикла, в
которой экономическое развитие сбалансировано с защитой природных ресурсов и
экологической устойчивостью, сточные воды представляют собой широко
доступный и ценный ресурс.
Перспективы, несомненно, оптимистичны, при условии принятия
своевременных мер.
Рассмотрим вопрос наличия и качества воды в мире.
По прогнозам, в ближайшие десятилетия спрос на воду во всем мире
значительно увеличится. Помимо сельскохозяйственного сектора, на который
приходится 70 % водозабора во всем мире, значительный рост спроса на воду
прогнозируется для промышленности и энергетики. Ускоренная урбанизация и
91
расширение муниципальных систем водоснабжения и канализации также
способствуют росту спроса.
Две трети населения мира в настоящее время проживают в районах,
испытывающих нехватку воды как минимум один месяц в году. Около 500
миллионов человек живут в районах, где потребление воды в два раза превышает
местные возобновляемые водные ресурсы. Крайне уязвимые районы, где
невозобновляемые ресурсы (например, ископаемые грунтовые воды) продолжают
сокращаться, стали сильно зависеть от перекачки воды из районов с обильными
водными ресурсами и активно ищут доступные альтернативные источники.
Наличие водных ресурсов также неразрывно связано с качеством воды,
поскольку загрязнение водных источников может препятствовать использованию
различных видов воды. Увеличение сброса неочищенных бытовых сточных вод в
сочетании с сельскохозяйственными стоками и недостаточно очищенными
сточными водами промышленности привело к ухудшению качества воды во всем
мире. Если нынешние тенденции сохранятся, качество воды будет продолжать
ухудшаться в ближайшие десятилетия, особенно в странах с бедными ресурсами в
засушливых районах, что еще больше поставит под угрозу здоровье человека и
экосистемы, способствуя нехватке воды и ограничивая устойчивое экономическое
развитие.
Рассмотрим мировые тенденции движения сточных вод.
В среднем страны с высоким уровнем дохода очищают около 70 % городских
и промышленных сточных вод, которые они производят. Это соотношение
снижается до 38 % в странах с доходом выше среднего и до 28 % в странах с
доходом ниже среднего. Эти оценки подтверждают часто цитируемое приближение
о том, что во всем мире более 80 % всех сточных вод сбрасывается без очистки.
В странах с высоким уровнем дохода мотивация передовой очистки сточных
вод заключается либо в поддержании качества окружающей среды, либо в
обеспечении альтернативного источника воды при решении проблемы ее нехватки.
Однако сброс неочищенных сточных вод остается обычной практикой, особенно в
92
развивающихся странах из-за отсутствия инфраструктуры, технического и
институционального потенциала и финансирования.
Рассмотрим санитарию как один аспектов программы устойчивого развития
регулирования сточных вод.
Доступ к улучшенным санитарным услугам может внести существенный
вклад в снижение рисков для здоровья. Дальнейшего улучшения здоровья можно
добиться за счет улучшения очистки сточных вод. Хотя с 1990 года 2,1 миллиарда
человек получили доступ к улучшенным санитарно-техническим средствам,
2,4 миллиарда человек до сих пор не имеют доступа к улучшенным санитарным
условиям, а почти 1 миллиард человек во всем мире по-прежнему живет в жилищах
без канализации.
Однако улучшение охвата канализацией не обязательно означает улучшение
управления сточными водами или общественной безопасностью. Только 26 %
городских и 34 % сельских служб канализации предотвращают контакт человека с
экскрементами по всей цепочке канализации и, следовательно, могут считаться
безопасными.
Сточные воды примерно на 99 % состоят из воды и на 1 % взвешенных,
коллоидных и растворенных твердых веществ.
Рассмотрим условия сбора и очистка сточных вод.
Централизованное удаление сточных вод остается распространенным методом
санитарии бытовых, коммерческих и промышленных источников. Во всем мире
около 60 % людей подключены к канализационной системе (хотя фактически
очищается лишь небольшая часть собранных сточных вод).
Другие варианты санитарного сбора сточных вод, такие как локальные
системы, хорошо подходят для сельских районов и мест с низкой плотностью
населения, но могут быть дорогими и трудными в управлении в густонаселенных
городских условиях.
Крупномасштабные централизованные системы очистки сточных вод,
возможно, больше не являются наиболее жизнеспособным вариантом управления
городскими водами во многих странах. Децентрализованные системы очистки
93
сточных вод, обслуживающие отдельные или небольшие группы объектов
недвижимости, демонстрируют растущую тенденцию во всем мире. Они позволяют
восстанавливать энергию, экономят пресную воду и помогают обеспечить доступ к
воде во времена ее нехватки. Было подсчитано, что инвестиционные затраты на эти
очистные сооружения составляют лишь 20 % - 50 % от стоимости обычных
очистных сооружений, при этом затраты на эксплуатацию и техническое
обслуживание еще ниже (в диапазоне 5 % - 25 % от обычных очистных сооружений
с активным илом).
Недорогие канализационные системы стали предпочтительным методом для
районов с любым уровнем дохода. Они отличаются от тех, которые используются в
конструкции традиционной канализации, и ориентированы на концепцию подачи в
систему сточных вод, не содержащих твердых частиц. Эти системы хорошо
подходят для расширения существующих систем или для подключения
дополнительных источников к централизованным системам. Недостатком является
то, что они не подходят для отвода ливневых вод.
Экосистемы могут быть эффективными с точки зрения предоставления
экономичных услуг по очистке сточных вод при условии, что эти экосистемы
здоровы, нагрузка загрязняющих веществ в сточных водах регулируется, а
способность экосистемы к ассимиляции загрязнений не превышена.
Рассмотрим возможности использования сточных вод в качестве
альтернативного источника воды.
Использование неочищенных или разбавленных сточных вод для орошения
имело место на протяжении веков. Восстановленная вода также открывает
возможности для устойчивого и надежного водоснабжения для промышленности и
муниципалитетов, особенно с учетом того, что все большее число городов
полагаются на более удаленные и альтернативные источники воды для
удовлетворения растущего спроса.
В целом повторное использование воды становится более экономически
целесообразным, если условия повторного использования близки к
производственным требованиям. Очистка сточных вод до стандарта качества воды,
94
приемлемого для пользователя (т.е. очистка «соответствующая назначению»)
увеличивает вероятность возмещения затрат. Использование сточных вод
становится еще более конкурентоспособным тогда, когда цены на пресную воду
отражают альтернативные издержки использования пресной воды, а платежи за
загрязнение сопоставимы со стоимостью удаления загрязняющих веществ из
потоков сточных вод.
Плановое использование очищенных и частично очищенных сточных вод для
экосистемных услуг может повысить эффективность использования ресурсов и
принести пользу экосистемам за счет сокращения забора пресной воды, переработки
и повторного использования питательных веществ, позволяя процветать
рыболовству и другим водным экосистемам за счет минимизации загрязнения воды
и пополнения истощенных водоносных горизонтов.
Рассмотрим характеристики муниципальных и городских сточных вод.
Уровень загрязняющих веществ в городских сточных водах может
значительно различаться в зависимости от спектра источников, которые выделяют
различные бытовые и промышленные предприятия, коммерческие и
институциональные организации. Сточные воды, которые попадают в водоемы из
бытовых источников, не несут в себе опасных веществ. Однако все больше людей
беспокоятся по поводу новых загрязнителей водоемов, которые даже в относительно
низких концентрациях могут иметь серьезные последствия для экосистем и
здоровья.
Повышение уровня развития города создает ряд проблем. В их число входит
возрастание образования городских сточных вод, а также увеличение их количества
в больших городах. Но этот процесс не только способствует появлению новых
проблем, но и предлагает возможность отказаться от старых неадекватных методов
управления водными ресурсами и принять новые подходы, которые включают
использование очищенных сточных вод и сопутствующих продуктов.
Развитие трущоб в развивающихся странах является одной из самых больших
проблем, которая связана с образованием сточных вод. Наблюдается тенденция
увеличения количества жителей трущоб в 2012 году по сравнению с 2000 годом.
95
Многие жители трущоб вынуждены использовать общественные места для гигиены.
Из-за того, что в домах отсутствует вода и обслуживание оставляет желать лучшего,
коммунальные туалеты не получили широкого распространения.
Рассмотрим характеристики промышленных сточных вод.
Токсичность, мобильность и нагрузка промышленных загрязнителей
потенциально оказывают более существенное воздействие на водные ресурсы,
здоровье человека и окружающую среду, чем фактические объемы сточных вод.
Основным шагом является сведение к минимуму объемов и токсичности
загрязнения на всех этапах производства (от концепций до проектирования), а также
при эксплуатации и техническом обслуживании оборудования.
Это включает замену части сырья более экологически чистыми и
биоразлагаемыми компонентами, а также обучение и подготовку персонала для
решения проблем, связанных с загрязнением. Вторым шагом является переработка
как можно большего количества воды внутри производств, и сведение тем самым
сводя сбросов к минимуму.
Малые и средние предприятия часто сбрасывают сточные воды в
муниципальные системы или непосредственно в окружающую среду.
Промышленные предприятия, осуществляющие сброс в муниципальные системы
или поверхностные воды, должны соблюдать правила сброса, чтобы избежать
штрафов, поэтому во многих случаях перед сбросом на заводе требуется обработка
собираемых сточных вод. Однако в некоторых ситуациях предприятия могут счесть
более экономичным платить штрафы, чем инвестировать в экологические
технологии.
Одной из возможностей использования и переработки промышленных
сточных вод является сотрудничество между предприятиями в регионе. Лучше всего
это видно в экоиндустриальных парках, в которых предприятия расположены рядом
друг с другом таким образом, чтобы можно было использовать различные потоки
сточных вод и побочных продуктов. Для малого и среднего бизнеса это может стать
существенным способом сэкономить на затратах на очистку сточных вод.
Рассмотрим характеристики сельскохозяйственных сточных вод.
96
За последние полвека площадь, оборудованная для орошения, увеличилась
более чем вдвое, общее поголовье скота увеличилось более чем в три раза, а
аквакультура во внутренних водоемах выросла более чем в двадцать раз.
Загрязнение воды в результате сельского хозяйства происходит, когда
удобрения (питательные вещества) и другие агрохимикаты вносятся в большей
степени, чем сельскохозяйственные культуры могут их усвоить, или когда они
смываются. Эффективные схемы орошения могут значительно сократить потери
воды.
За последние 20 лет появились новые сельскохозяйственные загрязнители,
такие как антибиотики, вакцины, стимуляторы роста и гормоны, которые могут
выделяться животноводческими и аквакультурными фермами.
При надлежащей очистке и безопасном применении бытовые сточные воды
являются ценным источником как воды, так и питательных веществ. Помимо
повышения продовольственной безопасности, повторное использование воды в
сельском хозяйстве может принести значительную пользу для здоровья, включая
улучшение питания.
Использование городских сточных вод является обычным явлением в странах
Ближнего Востока и Северной Африки, Австралии и Средиземноморья, а также в
Китае, Мексике и США. Эта практика оказалась наиболее успешной в городских и
пригородных районах, где сточные воды легко доступны, как правило, бесплатны, и
где существует рынок сельскохозяйственной продукции.
Рассмотрим основные принципы сбора сточных вод.
Канализационная сеть, используемая для транспортировки сточных вод,
может быть раздельной или объединенной. В отдельных системах для
транспортировки сточных вод используются разные комплекты труб, тогда как в
комбинированных системах оба потока передаются вместе. Ожидается, что
правильно установленные, эксплуатируемые и контролируемые отдельные системы
позволят сократить объем сточных вод, подлежащих очистке, избежать переливов и
более эффективно справляться с периодическими и потенциально большими
объемами городских стоков, возникающими в ливневых условиях. Однако
97
отдельные канализационные коллекторы не всегда работают так эффективно, как
ожидалось. Однако недостаточный контроль благоприятствует незаконному
подключению сточных вод к канализационным трубопроводам.
Конечным пунктом канализационной сети должна быть очистная станция,
целью которой является удаление загрязнений из сточных вод, чтобы их можно
было либо снова безопасно использовать (очистка, пригодная для использования),
либо вернуть в водный цикл с минимальным воздействием на окружающую среду.
Снижение качества воды и рост загрязнения воды будут препятствовать
достижению многих ЦУР, а также других международных соглашений.
Серьезные проблемы загрязнения и ухудшения качества воды во всем мире
приводят к рискам для здоровья человека и экосистем, одновременно сокращая
доступность ресурсов пресной воды для нужд человека, а также способность
связанных с водой экосистем предоставлять товары и услуги, включая природную
воду. В результате роста населения, урбанизации, индустриализации, расширения и
интенсификации сельского хозяйства, а также последствий изменения климата
ухудшается качество воды. Особую тревогу вызывает загрязнение пресноводных и,
в конечном итоге, прибрежных и морских экосистем.
Существует повсеместная нехватка данных, касающихся практически всех
аспектов качества воды и управления сточными водами, особенно в развивающихся
странах.
Для улучшения управления сточными водами важно обеспечить наличие
соответствующего уровня человеческого потенциала. Повышение осведомленности
и образования являются основными инструментами преодоления социальных,
культурных и потребительских барьеров.
Соответствующие и доступные технологии, как новые, так и хорошо
зарекомендовавшие себя, необходимо передать из развитых стран в развивающиеся.
Необходимы исследования для улучшения понимания динамики поведения
загрязняющих веществ и совершенствования методов удаления этих загрязняющих
веществ из сточных вод [9].
98
Повышение общественного признания использования сточных вод имеет
важное значение для устойчивого развития планеты. В этом заключается важность
образования и профессиональной подготовки, а также новых форм повышения
осведомленности, чтобы изменить восприятие рисков для здоровья и решить
социально-культурные проблемы.
Населенные пункты должны развиваться в гармонии с естественным
круговоротом воды и поддерживающими его экосистемами, при этом большую
важность имеет принятие мер по снижению уязвимостей и повышению
устойчивости к стихийным бедствиям, связанным с водой. Комплексные подходы к
освоению, управлению и использованию водных ресурсов, а также к правам
человека должны стать нормой.
5.3 Контрольные вопросы
1. Расскажите про экологические проблемы водных ресурсов планеты
2 Дайте общую информацию о водных ресурсах планеты
3 Приведите данные о водных ресурсах из официальных отчетов
99
6 Земельные ресурсы
6.1 Общая информация о земельных ресурсах планеты
Почвенный покров - это сложная уникальная живая оболочка земли,
простирающаяся на суше и под водой на небольшой глубине болот, озер и морей.
Как же появляется почвенный покров? Верхние горизонты горных пород
литосферы дробились под воздействием живых организмов, осадков, солнечного
тепла, ветра и размывались грунтовыми водами. Таким образом, камни, скалы и
твердые горные породы превращались постепенно в независимый почвенный
покров. В отличие от горной породы почва обладает плодородием, то есть
способностью обеспечить урожай растений.
Что такое почва с научной точки зрения? Докучаев описывал почву как
функцию подстилающей горной породы, живых организмов, климата, рельефа и
времени, причем в зависимости от сочетания разных факторов появляются
совершенно разные почвы в разной местности. Вся совокупность поверхности земли
и называется почвенным покровом.
Зачем нужен почвенный покров? Почва аккумулирует очень много энергии в
виде растительного органического вещества. Органика почвы питает растения и
вместе с минералами создает дом для почвенных живых организмов. Продукты
питания и растительные источники энергии человечество получает благодаря почве.
Это делает почвенный покров важнейшим стратегическим ресурсом человечества.
Почвенный покров это также среда, место и условия жизни, животных и
растений. Многие виды живут исключительно в почве, а другие используют
почвенный покров для осуществления обмена веществ. Таким образом почва
занимает центральное место в общей системе планетарных циклов обмена вещества
и энергии.
100
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]