Ekologia_UP

70

Источники загрязнения воздушного бассейна. Источники за-

грязнения атмосферы подразделяют на естественные (природные) и искусственные (антропогенные). Естественные (извержения вулканов, пыльные бури, лесные и степные пожары) мало влияют на общий уровень загрязнения. Наиболее опасными источниками загрязнения атмосферы являются антропогенные. Мировое хозяйство ежегодно выбрасывает в атмосферу более 15 млрд т СО2, 200 млн т СО, более 500 млн т углеводородов, 120 млн т золы, более 160 млн т оксидов серы и 110 млн т оксидов азота и др. Общий объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферу составляет, по некоторым данным, более 19 млрд т в год.

Антропогенные источники загрязнения атмосферы.

1.По назначению: а) технологические, содержащие хвостовые газы после улавливания на установках, продувки аппаратов, воздушников и др. (для выбросов характерны высокие концентрации вредных веществ и сравнительно малые объемы удаляемого воздуха); б) вентиляционные выбросы – местные отсосы от оборудования и общеобменная вытяжка.

2.По месту расположения: а) незатененные, или высокие, находящиеся в зоне недеформированного ветрового потока (к этим источникам относят высокие трубы, а также точечные источники, удаляющие загрязнения на высоту, превышающую высоту здания в 2,5 раза); б) затемненные или низкие, расположенные на высоте в 2,5 раза меньше высоты здания; в) наземные, находящиеся вблизи земной поверхности (к этим источникам относят, открыто расположенное технологическое оборудование, колодцы производственной канализации, пролитые токсичные вещества, разбросанные отходы производства).

3.По геометрической форме: а) точечные (трубы, шахты); б) линейные (аэрационные фонари, открытые окна, близко расположенные вытяжные шахты и факелы).

4.По режиму работы: непрерывного и периодического действия, залповые и мгновенные. В случае залповых выбросов за короткий промежуток времени в воздух поступает большое количество вредных веществ. Залповые выбросы возможны при авариях или сжигании быстрогорящих отходов производства на специальных площадках уничтожения.

5.По дальности распространения: а) внутриплощадочные, когда выбрасываемые в атмосферу загрязнения образуют высокие концентрации только на территории промышленной площадки, а в жи-

71

лых районах ощутимых загрязнений не наблюдается (для таких выбросов предусматривают достаточных размеров санитарнозащитную зону); б) внеплощадочные, когда выбрасываемые в атмосферу загрязнения потенциально способны создавать высокие концентрации на территории жилого района.

Вещества, загрязняющие атмосферу, могут быть твердыми, жидкими и газообразными и оказывать вредное воздействие непосредственно после химических превращений в атмосфере либо совместно с другими веществами.

Из всей массы загрязняющих веществ, которые поступают в атмосферу от антропогенных источников, 90% составляют газообразные вещества (оксиды серы, азота, углерода, тяжелых и радиоактивных металлов и др.), 10% – твердые и жидкие вещества.

Тепловые электростанции (ТЭС) и теплоцентрали, сжигающие органическое ископаемое топливо, относят к наиболее мощным источникам выбросов вредных веществ в атмосферу. Согласно данным Минприроды РФ, в 1995 г. общий объем выбросов в атмосферу ТЭС составил 89% общего выброса по энергетической промышленности.

Автомобильный транспорт выделяет 60% газообразных за-

грязнителей воздуха. В состав выхлопных газов карбюраторных и дизельных двигателей входит до 200 химических соединений, из которых наиболее токсичны РЬ, СОх, НОх, СхНу, бенз(а)пирен.

Черная металлургия. Процессы выплавки чугуна и переработки его на сталь сопровождаются выбросом в атмосферу пыли и различных газов. Выброс пыли в расчете на 1 т чугуна составляет 4,5 кг, СО2 – 2,7 кг и Mn – 0,5–1 кг. Вместе с доменным газом в атмосферу в небольших количествах выбрасываются также соединения Аs, Рb, P, Sb, пары Нg и редких металлов, HCN и смолистые вещества.

Цветная металлургия. Служит источником загрязнения атмосферы пылью и газами. Выбросы предприятий цветной металлургии содержат токсичные пылевидные вещества Аs, Рb и др. Выброс вредных веществ по отрасли составил 20,4% от объема выбросов промышленности России.

Угольная промышленность. Источником загрязнения являются промышленные отвалы пустой породы, или так называемые терриконы. Внутри террикона вследствие самовозгорания длительное время идет горение угля и пирита, сопровождающееся выделением SО2, СО и продуктов возгорания смолистых веществ (бенз(а)пирен).

72

Химическая промышленность. Состав выбросов весьма разнообразен; большинство химических соединений являются весьма токсичными для организма человека: СО, NО2, SО2, NН3, пыль неорганических веществ, Н2S, соединения галогенов, органические вещества, цианистые соединения и др.

Промышленность строительных материалов. Основные техно-

логические процессы здесь – измельчение и термическая обработка шихт, полуфабрикатов и продуктов в потоках горячих газов, которые сопровождаются выбросом пыли в атмосферу.

Источники загрязнения водного бассейна.

1.Атмосферные воды, несущие массы вымываемых из воздуха поллютантов (загрязнителей) промышленного происхождения. При стекании по склонам атмосферные и талые воды дополнительно увлекают с собой массы веществ. Особенно опасны стоки городских улиц, промышленных площадок, несущие массы нефтепродуктов, мусора, фенолов, кислот.

2.Городские сточные воды, включающие преимущественно бытовые стоки, содержащие фекалии, детергенты (поверхностноактивные моющие средства), микроорганизмы, в том числе патогенные.

3.Сельскохозяйственные воды. Загрязнение этими водами обусловлено, во-первых, применением ядохимикатов, используемых для подавления вредителей, болезней растений и сорняков. Эти ядохимикаты непосредственно попадают на поверхность почвы или смываются на большие расстояния, неизбежно оказываясь в водных объектах. Во-вторых, животноводство связано с образованием больших масс твердой органики и мочевины. Кроме органических веществ, сточные сельскохозяйственные воды содержат массу биогенных элементов, в том числе азота и фосфора.

4.Промышленные сточные воды, образующиеся в самых раз-

нообразных отраслях производства, среди которых наиболее активно потребляют воду черная и цветная металлургия, химическая, лесохимическая и нефтеперерабатывающая отрасли промышленности. При разработке пластовых месторождений в нашей стране каж-

дый год образуется 2,5 млрд км3 дренажных шахтных и шламовых вод, загрязненных хлористыми и сульфатными соединениями, соединениями железа и меди, которые перед сбросом должны быть очищены.

73

При технологических процессах в промышленности образуются следующие основные виды загрязненных сточных вод:

•реакционные воды, образующиеся в процессе реакций с выделением воды, в результате чего они загрязнены как исходами веществами, так и продуктами реакции;

•воды, содержащиеся в сырье и исходных продуктах (свободная или связанная вода), в результате переработки загрязняются всевозможными веществами;

•промывные воды – воды после промывки сырья, продуктов, тары, оборудования, маточные водные растворы;

•водные экстрагенты и абсорберы;

•охлаждающие воды, не соприкасающиеся с технологическими продуктами и использующиеся в системах оборотного водоснабжения;

•бытовые воды – воды столовых, прачечных, душевых туалетов и т. д.;

•атмосферные осадки, стекающие с территории предприятия, загрязненные различными химическими и взвешенными веществами (поверхностный сток).

Следует отметить, что загрязнение водных систем представляет большую опасность, чем загрязнение атмосферы. Это обусловлено тем, что процессы генерации или самоочищения протекают в водной среде гораздо медленнее, чем в воздушной. Источники загрязнения водоемов более разнообразны и менее предсказуемы. Естественно, процессы, протекающие в водной среде и подвергающиеся загрязнению, более чувствительны сами по себе и имеют большее значение для обеспечения жизни на Земле, чем те, которые протекают в атмосфере.

Источники загрязнения литосферы.

1. Жилые дома и бытовые предприятия. В числе загрязняющих веществ преобладают: бытовой мусор, пищевые отходы, фекалии, строительный мусор, отходы отопительных систем, пришедшие в негодность предметы домашнего обихода, мусор общественных учреждений, больниц, столовых, гостиниц, магазинов и т.д.

2. Сельское хозяйство. Удобрения, ядохимикаты, применяемые

всельском и лесном хозяйствах для защиты растений, вредителей, болезней и сорняков. Отходы животноводства сельскохозяйственной продукции.

3. Теплоэнергетика. Помимо образования массы шламов при сжигании каменного угля с теплоэнергетикой связано выделение в атмосферу сажи, несгоревших частиц, оксидов серы, в конечном итоге оказывающихся в почве.

74

4.Транспорт. При работе двигателей внутреннего сгорания интенсивно выделяются оксиды азота, свинец, углеводороды другие вещества, оседающие на поверхности почвы или поглощаемые растениями. В последнем случае эти вещества также оказываются в почве, вовлекаются в природные круговороты, связанные с пищевыми цепями.

5.Промышленные предприятия. В твердых и жидких промышленных отходах постоянно присутствуют те или иные вещества способные оказывать токсическое воздействие на живые организмы

иих сообщества. Например, в отходах металлургической промышленности обычно присутствуют соли цветных и тяжелых металлов. Машиностроительная промышленность выводит в окружающую среду цианиды, соединения мышьяка, бериллия. При производстве пластмасс и искусственных волокон образуются отходы бензола и фенола. Отходами целлюлозно-бумажной промышленности, как правило, являются фенолы, метанол, скипидар.

При загрязнении почв самоочищения практически не происходит или происходит очень медленно. В таком случае токсичные вещества накапливаются, что способствует постепенному изменению химического состава почв, нарушению единства геохимической среды и живых организмов. Из почвы токсичные вещества могут попасть в организмы животных, людей и вызвать нежелательные последствия.

3.3 Экологические кризисы в истории человечества

Определенные противоречия во взаимодействии общества с природной средой неизбежны. В процессе обмена между обществом и природой материя никуда не исчезает, а переходит из одной формы и состояния в другую. При этом прогресс общества неизбежно идет «за счет» природы, ибо, удовлетворяя свои потребности, люди в процессе производства заимствуют у природной среды материальные блага, отчуждая их у нее. Однако если общество существует за счет природы, его прогрессивное развитие может быть бесконечным только при условии бесконечности и природной среды. Но реальное общество всегда развивается на ограниченном по объему пространстве, каким и является наша планета. Поэтому оно неизбежно на определенном этапе должно столкнуться с экологической проблемой. Следовательно, указанная проблема обусловлена воз-

75

растанием противоречий в вещественных, энергетических и информационных связях общества с природной средой.

За истекшее столетие в человеческом обществе произошли два важнейших сдвига. Во-первых, резко увеличилась численность населения Земли (до 6.0 млрд человек в 2000 г.) и имеется тенденция дальнейшего ее возрастания. Во-вторых, значительно выросло производство.

Человечество заявило о себе как сила, по мощности воздействия на поверхностные оболочки планеты почти не уступающая суммарному воздействию всех живых организмов. Обладая способностью влиять на вековой ход биосферных процессов, человечество создало техносферу. Техносфера – часть биосферы, преобразованная людьми с помощью прямого и косвенного воздействия технических средств в целях наилучшего соответствия ее своим социальноэкономическим потребностями.

Современное человечество использует не только огромные энергетические ресурсы биосферы, но и небиосферные источники энергии (например, атомной), ускоряя при этом геохимические преобразования природы. Некоторые антропогенные процессы при этом направлены противоположно по отношению к естественному ходу их в биосфере. Это рассеивание металлов руд, углерода и других биогенных элементов, торможение минерализации и гумификации, освобождение законсервированного углерода (уголь, нефть, газ) и его окисление, нарушение крупномасштабных процессов в атмосфере, влияющих на климат, и т. п. В конечном итоге все это приводит к экологическим кризисам в биосфере.

Экологический кризис (по И. И. Дедю) – ситуация, которая возникает в экологических системах (биогеоценозах) в результате нарушения равновесия под воздействием стихийных природных явлений или в результате воздействия антропогенных факторов. В более широком смысле экологический кризис – критическая фаза в развитии биосферы, при которой происходит качественное обновление живого вещества (вымирание одних видов и возникновение других).

В предыстории и истории человечества выделяют ряд экологических кризисов (табл. 3).

Современный кризис часто называют «кризисом редуцентов», поскольку редуценты уже не успевают очищать биосферу от антропогенных отходов или потенциально не способны это делать в силу чуждого природе характера выбрасываемых синтетических веществ

– ксенобиотиков. Иначе говоря, биосфера потеряла способность к самовосстановлению.

76

Таблица 3

Экологические кризисы в развитии биосферы и цивилизаций (Н. Ф. Реймерс, 1992 – с изменениями)

77

Почти одновременно с «кризисом редуцентов» активно проявляются два других экологических напряжения: термодинамическое (тепловое) и обусловленное снижением надежности экосистем. Связаны они с экологическими последствиями перепроизводства энергии в тропосфере (парниковый эффект, строительство тепловых и атомных электростанций и т. д.), а также с нарушением природного экологического равновесия. Указанные экологические кризисы, возможно, будут разрешены на основе энергетической и планируемой экологической революции (рис. 6).

Рис. 6. Экологические кризисы в революции ( по Н. Ф. Реймерсу, 1990 г.)

78

Первая, как считают ученые, будет заключаться в максимальной экономии энергии и переходе к ее источникам, почти не добавляющим тепло в приземный слой тропосферы, вторая – в регулируемой коэволюции (т. е. параллельной, совместной, взаимосвязанной эволюции всех живых существ биосферы) в системе «общества – природа», строительстве ноосферы.

Имеется важное наблюдение: общим для всех антропогенных кризисов является то, что выход из них сопровождался, как правило, уменьшением численности народонаселения, его миграцией и социальными потрясениями, в некоторых случаях кризисы завершались сменой общественного строя. Так, первый антропогенный кризис вызвал расселение охотников, или «великое переселение народов». Переход к земледелию и скотоводству сопровождался разложением первобытно-общинного строя и возникновением рабовладельческого, которому сопутствовали опустынивание и истощение земельных ресурсов и переход к феодальному строю.

3.4 Классификация природных ресурсов

Природные ресурсы – это тела и силы природы, которые используются человеком для поддержания своего существования; это

– солнечный свет, вода, воздух, почва, растения, животные, полезные ископаемые и все остальное, что не создано человеком, но без чего он не может существовать ни как живое существо, ни как производитель.

Природные ресурсы используются человеком в качестве: непосредственных предметов потребления (питьевая вода,

кислород воздуха, съедобные растения, рыба и пр.); средств труда для осуществления общественного производ-

ства (земля, водные пути и пр.); предметов труда для производства изделий (древесина, мине-

ралы и др.); источников энергии (гидроэнергия, горючие ископаемые,

энергия ветра и др.); средств для отдыха и оздоровления.

Природные ресурсы классифицируются по следующим признакам: по их использованию – на производственные (сельскохозяйственные и промышленные), здравоохранительные (рекреацион-

ные), эстетические, научные и пр.;

79

по принадлежности к тем или иным компонентам природы – на земельные, водные, минеральные, животный и растительный мир и др.;

по заменимости – на заменимые (например, топливноминеральные энергетические ресурсы можно заменить ветровой, солнечной энергией) и незаменимые (кислород воздуха для дыхания, пресная вода для питья);

по исчерпаемости – на исчерпаемые и неисчерпаемые. Исчерпаемые ресурсы подразделяются на возобновляемые, от-

носительно возобновляемые и не возобновляемые.

Возобновляемые ресурсы – это ресурсы, способные к самовоспроизводству. К ним относят растительный и животный мир, мир микроорганизмов, некоторые минеральные ресурсы, Однако, возобновляемость ресурсов зависит от темпов их расхода.

К относительно возобновляемым ресурсам относят почву и древесину ценных пород деревьев. Относительно возобновляемые ресурсы способны к самовоспроизводству, но в темпах, отстающих от темпов их эксплуатации. Так, процесс образования черноземного слоя почвы толщиной в 1 см длится столетия, а разрушение происходит гораздо быстрее

Невозобновляемые ресурсы – это ресурсы, которые совершенно не восстанавливаются или восстанавливаются значительно медленнее, чем идет их использование. К ним относят образовавшиеся

внедрах земли в весьма отдаленные от нас эпохи в течение многих лет рудные и нерудные полезные ископаемые, т. е. богатства недр. Использование таких ресурсов неизбежно ведет к их исчерпанию.

Неисчерпаемые ресурсы – это преимущественно внешние по отношению к земле процессы и явления, например, солнечная энергия и ее производные (энергия движущегося воздуха, падающей воды, морских волн и течений).

Кнеисчерпаемым ресурсам относят космические, климатические, водные ресурсы. Поступление солнечной энергии на землю зависит от состояния атмосферы, степени ее загрязненности. Климатические ресурсы включают атмосферный воздух, энергию ветра, атмосферные осадки.

Вода и атмосферный воздух в количественном отношении относят к неисчерпаемым ресурсам, поскольку масса газов, входящих

впостоянный состав атмосферы, как и вода, практически неизменна. Но для культурно-бытовых, хозяйственных и промышленных