- •Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации Тверской государственный технический университет
- •Тверь 1998
- •Предисловие
- •Введение
- •1. Важнейшие научные концепции и положения экологии
- •1.1 Исходные теоретические концепции экологии
- •1.2 Взаимоотношения организма и среды
- •1.3.Экология популяций и сообществ
- •1.4.Экологические системы
- •1.4.1. Общая характеристика.
- •1.4.2.Превращения энергии в экосистемах.
- •1.4.3.Классификация экосистем.
- •1.4.4.Эволюция и устойчивость экосистем.
- •2.Биосфера и человек
- •2.1.Структура и эволюция биосферы
- •2.1.1.Состав и границы биосферы.
- •2.1.2.Циркуляция элементов в биосфере.
- •2.1.3.Эволюция биосферы.
- •2.2.Человек в биосфере
- •2.3.Экология человека
- •2.3.1.Среды жизни человека и формы его адаптации к ним.
- •2.3.2.Адаптивные типы и расы.
- •2.4.Основные направления антропогенных воздействий на биосферу
- •2.4.1.Современные воздействия человека на биосферу.
- •2.4.2.Общая характеристика негативных воздействий экономической деятельности человека на пс.
- •3.Актуальные экологические проблемы человечества в биосфере
- •3.1.Проблема роста народонаселения
- •3.2.Проблема урбанизации
- •3.3.Глобальные последствия загрязнения атмосферы
- •3.4.Опасность ядерных катастроф и радиоактивных загрязнений
- •3.5. Проблема истощения природных ресурсов
- •3.6. Региональные экологические проблемы Тверской области
- •3.7. Прогнозирование и оценка экологического риска.
- •4.Охрана биосферы
- •4.1.Экологические принципы охраны природы и рационального природопользования
- •4.2.Концепция экологической безопасности и устойчивого развития рф
- •4.3. Экологический мониторинг в биосфере, рф и ее регионах
- •4.4. Международное сотрудничество по охране ос
- •4.5.Основные формы и методы защиты природной среды и решения экологических проблем
- •5.Защита компонентов биосферы
- •5.1.Защита атмосферы от материальных загрязнений
- •5.1.2.Характеристика и источники загрязнения атмосферы.
- •5.1.3. Нормирование загрязнений атмосферы.
- •5.1.4.Контроль за состоянием чистоты атмосферы.
- •5.1.5.Защита_атмосферного воздуха.
- •5.1.6.Рассеивание выбросов в атмосфере.
- •5.1.7.Методы очистки выбросов.
- •5.2.Защита водной среды от материальных загрязнений
- •5.2.1. Экологическая характеристика водной среды.
- •5.2.2.Водопользование и его виды.
- •5.2.3.Виды и источники загрязнения водной среды.
- •5.2.4.Нормирование качества воды.
- •5.2.5.Контроль качества воды и регламентация спуска св в водоемы и канализацию города.
- •5.2.6.Основные направление защиты водной среды.
- •5.2.7.Методы очистки св.
- •5.2.8.Оборотное водоснабжение предприятий
- •5.3.Охрана почв и земель
- •5.3.1.Экологическое значение почв.
- •5.3.2.Антропогенные воздействия на почвы.
- •5.3.3.Борьба с порчей почв, земли и рекультивация земель.
- •5.4. Охрана флоры и фауны
- •5.4.1. Охрана растительного мира.
- •5.4.2. Охрана животного мира (фауны).
- •5.5. Охрана недр
- •5.6. Защита опс от радиоактивных загрязнений
- •5.6.1. Важнейшие параметры ии и единицы их измерения.
- •5.6.2. Характеристика и источники рз в рф.
- •5.6.3. Гигиеническое нормирование техногенного облучениялюдей.
- •5.6.4. Радиационный контроль (рк) в рф.
- •5.6.5. Защита от ии.
- •5.6.6. Принципы обеспечения рб населения.
- •5.7. Защита опс от энергетических загрязнений
- •5.7.1. Защита населения от акустических загрязнений.
- •5.7.2. Защита населения от вибраций.
- •5.7.3. Защита населения от неионизирующих электромагнитных загрязнений.
- •5.7.3.1. Защита населения от воздействий змп промышленной частоты.
- •5.7.3.2. Защита населения от воздействий змп радиотехнических объектов (рто).
- •5.7.4. Защита опс от тепловых загрязнений стз).
- •6. Основы экономики природопользования
- •6.1. Взаимоотношения человеческого общества и природы, варианты его решения
- •6.2. Экологическая экспертиза хозяйственной и иной деятельности
- •6.3. Оценка ущерба от загрязнений опс
- •6.4. Экономический механизм природопользования в рф
- •6.5 Экономическое стимулирование природоохранной деятельности и экологические фонды в рф
- •7. Основы экологического права и управление охраной природы в рф
- •7.1.Источники и содержание экологических правовых норм
- •7.2. Ответственность за экологические правонарушения
- •7.3. Управление охраной природы в рф
- •Заключение
- •Библиогpафическии список
- •Приложение 1. Принятие сокращения в учебном пособии
- •1. Важнейшие научные концепции и положения экологии 9
- •2. Биосфера и человек 28
- •3. Актуальные экологические проблемы человечества в биосфере 50
- •4. Охрана биосферы 69
- •5. Защита компонентов биосферы 83
- •6. Основы экономики природопользования 157
- •7. Основы экологического права и управление охраной природы в рф 171
5.3.3.Борьба с порчей почв, земли и рекультивация земель.
Борьба с порчей почв, земли требует применения целого комплекса правовых, инженерно-технических, агрономических и
санитарно-гигиенических методов и средств. Прежде всего, должны быть исключены всякие экологически не обоснованные решения, ведущие к таким тяжким последствиям как потеря сотен и тысяч гектаров плодородной земли. Например, в ходе кампании против неперспективных земель, в борьбе с эрозией почв первое место принадлежит агротехнике (внедрение безотвального земледелия, правильный выбор севооборотов, отказ от техники, разрушающей структуру почвы, и т.п.), лесомелиоративным работам и гидротехническим мероприятиям (укрепление откосов, задержание стоков и т.п.). Рациональное ведение сельского хозяйства, введение платы за воду резко снижают опасность засоления почв из-за излишнего полива. Уже рассматриваются проекты ликвидации мелководных и непродуктивных водохранилищ, занявших большие массивы плодородных земель. Но остается актуальной защита земли от промышленных и бытовых отходов и приведение ряда земель, возвращаемых промышленностью после разработки минерального сырья, ликвидации предприятий и т.п., в состояние, пригодное для хозяйственного использования. Решение последней задачи называется рекультивацией земель. Именно эти, преимущественно инженерно-технические задачи, рассматриваются ниже.
Отходы производства - это остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, образовавшиеся при изготовлении продукции и утратившие свои потребительские свойства. Возможно образование отходов и не связанных с сырьем (например, вскрышные породы при разработке полезных ископаемых). В промышленности, кроме перечисленных производственных отходов, достаточно велики и отходы потребления (металлолом, резина, стекло). Такие материалы иногда называют отбросами, т.е. материалами, не имеющими хозяйственного значения. Однако то, что сегодня считается отходами, при совершенствовании технологии может оказаться ценным сырьем в будущем.
Помимо промышленных отходов и отбросов постоянно возрастающее значение имеют бытовые отходы. Об их объеме наглядно свидетельствует рис. 3.1. Повышение жизненного уровня населения, как правило, ведет к увеличению бытовых отходов. Так, оснащение жилых зданий мусоропроводами увеличивает отходы на 20-25%. В США объем бытовых отходов на 1 жителя в два с лишним раза больше, чем в РФ. Только в одном случае - при замене отопления углем или дровами на природный газ - будет существенное уменьшение отходов.
В развитых странах основная масса отходов поступает от промышленности. Санитарная классификация промышленных отходов
и методов их утилизации и ликвидации представлена в табл. 5.6.
Таблица 5.6. Санитарная классификация промотходов
Категория |
Характеристика загрязняющих веществ |
Доля общей массе отходов |
Методы утилизации или ликвидации |
1 |
Инертные |
57 |
Для планировочных работ. Складирование или переработка с бытовыми отходами. Складирование вместе с бытовыми отходами. Сжигание. Складирование на полигонах промотходов. Складирование или индивидуальное обезвреживание на специальных сооружениях. Остеклование и захоронение в выработанных шахтах
|
2 |
Легко разлагающиеся органические вещества |
3 | |
3 |
Слабо токсичные вещества, мало растворимые в воде |
30 | |
4 |
Нефтемаслоподобные вещества |
1,5 | |
5 |
Токсичные отходы |
3 | |
|
а) минеральные |
3,5 | |
|
б) органические |
2,0 | |
6 |
Радиоактивные отходы |
Незначительна |
При складировании и обезвреживании отходов необходимо учитывать возможную трансформацию веществ, содержащихся в них, и пути их миграции в ОПС. Как следует из табл. 5.6, некоторые отходы способны загрязнять атмосферный воздух. Значительная часть отходов может выбрасываться на "дикие" свалки, что приводит к загрязнению почв. Талыми и дождевыми стоками ЗВ отходов выносятся на пашню и в водоемы. Все это создает условия для попадания их в наземные и водные растения и дальше - в организмы животных и рыб, в том числе и тех, которые используются в пищу человеком. При этом в продуктах питания человека могут создаваться значительные концентрации ЗВ за счет их кумуляции в пищевых цепях (см. подраздел 1.4). Известны также случаи превращений (трансформации сравнительно мало токсичных соединений на свалках отходов в опасные яды.
Удаление и утилизация бытовых отходов представляет собой сложную и актуальную техническую задачу. Бытовые отходы непосредственно связаны с эпидемиологической безопасностью населенных пунктов. Отсутствие эффективной системы их сбора и обеззараживания явилось причиной многочисленных вспышек тяжелых инфекционных заболеваний в средние века (эпидемии чумы) и недалеком прошлом (эпидемии и пандемии холеры в XIX веке). Даже в
развитых странах Запада до сих пор помимо специально оборудованных свалок для бытового мусора и мусоросжигательных заводов имеются многочисленные "дикие" свалки (в Германии на 4400 оборудованных свалок недавно было около 50000 "диких"). Любые свалки нарушают эстетический облик городов и населенных мест, приводят к загрязнениям почвы и воды, создают специфические антиэстетические ландшафты пригородов. Наиболее прогрессивной формой утилизации бытового мусора являются мусоросжигательные заводы, получившие большое распространение в Японии и США. В РФ всего 7 таких завода - в городах Москве, Санкт-Петербурге, Владивостоке, Сочи, Пятигорске, Мурманске и Владимире, которыми, кстати, не обеспечивалась потребность этих городов в утилизации бытового мусора. Сейчас предпринимаются меры по увеличению количества таких заводов в Москве и других городах РФ. Однако до сих пор твердые бытовые отходы вывозятся на свалки, а жидкие отходы для обеззараживания запахиваются на глубину 20 см на полях орошения, расположенных не ближе, чем 1000 м от жилья. Часто применяется биотермальный метод, который заключается в хранении отходов в форме компостов, разогревающихся до 60°С. В РФ до сих пор широко применяется сжигание мусора на свалках. При этом в сравнительно большом количестве образуется один из опаснейших ядов - диоксин, при попадании которого в организм человека резко увеличивается вероятность раковых заболеваний.
Более подробно методы утилизации и ликвидации производственных отходов, в том числе и осадков СВ излагаются в дисциплинах "Инженерная экология", "Строительная экология" и "Безопасность жизнедеятельности".
Сокращение потерь земли обеспечивается снижением масштабов нарушений почв при разработке полезных ископаемых и повсеместной рекультивации земель. Снижение масштабов нарушений достигается рациональным выбором формы, размеров и количества карьеров и отвалов (например, замена многих малых карьеров на один большой существенно экономит землю, выбор рациональных форм отвалов увеличивает их емкость и т.п.).
Под рекультивацией понимается комплекс работ, направленный на восстановление продуктивности и хозяйственной ценности нарушенных земель. На первом этапе идет подготовка земель к последующему целевому использованию (техническая рекультивация), на втором - восстановление биологических свойств земли и, прежде всего, ее плодородия (биологическая рекультивация). Первый этап рекультивации выполняется предприятиями, деятельность
которых способствовала нарушению земель, или передвижными механизированными колоннами: второй - пользователем земли, которому она передается после завершения технического этапа. В зависимости от географического положения района, гидрогеологической характеристики местности, особенностей почв и растительного покрова, населенности района и характера нарушений выбирается одно из следующих направлений рекультивации: 1) сельскохозяйственное направление (обычно при развитом сельском хозяйстве, значительной площади нарушений и благоприятных подстилающих породах); 2) лесохозяйственное (в лесных районах и при больших деформациях поверхности - крутых склонах и откосах, терриконах и карьерах и т.п.); 3) строительное (в густонаселенных районах); 4) водохозяйственное (в выемках и карьерах при отсутствии разрывов в подстилающих породах); 5) рекреационное (проводится около городов и представляет собой сочетание лесохозяйственного и водохозяйственного направлений). Иногда выделяется еще санитарно-гигиеническое направление рекультивации (на непригодных для хозяйственного пользования землях, содержащие редкие и радиоактивные элементы).
Техническая рекультивация является сложным и дорогостоящим мероприятием - в среднем около 20 млн.руб. на 1 га в ценах 1997 года, а при сельскохозяйственной рекультивации - почти 35 млн.руб. В РФ подлежат рекультивации около 1,2 млн.га нарушенных земель, на 40% которых планируется лесохозяйственная рекультивация, 34 - сельскохозяйственная и 207. - водохозяйственная. 8 1995 г. было рекультивировано только 160 тыс.га.
В сохранении земель и их хозяйственных свойств большую роль играет мелиорация или улучшение свойств географической среды для максимального использования природного потенциала земель. Она обычно обеспечивается осушением переувлажненных земель и болот или орошением земель сельскохозяйственного назначения. Практически все пахотные земли РФ находятся в зоне с возможными засухами и нуждаются в орошении. Однако неумеренные поливы повышают уровни грунтовых вод и вызывают засоление почв, а нерациональное осушение болот уменьшает речной сток и снижает уровень озер. Кроме того, всякая мелиорация ведет к обеднению флоры и фауны региона. В РФ охрана земель регламентируется земельным кодексом РСФСР (1991 г.). В нем четко установлены виды пользования землей (земли сельскохозяйственного назначения; населенных пунктов; промышленности, транспорта и иного несельскохозяйственного использования, природохозяйственного назначения, лесного фонда, водного фонда и запаса). Кроме того, подробно рассмотрена система мероприятий по защите земли, определены органы контроля за ней (Правительство РФ, Администрации субъектов РФ, Роскомзем и его органы на местах). Ведется составление земельного кадастра - совокупности сведений о природном, хозяйственном и правовом положении земель РФ. Он включает данные регистрации землепользования, учета количества и качества земель, бонитировки (доброкачественности) почв и экономической оценки земель.