Тема № 10. Инженерная экологическая защита и охрана окружающей среды.
Основные принципы охраны окружающей среды и рационального природопользования.
Экологические принципы рационального использования природных ресурсов и охраны природы.
Областью и формой взаимодействия производства и окружающей среды является природопользование.
Различают экономический и социоэкологический принципы природопользования.
Экономический принцип природопользования характерен для периодов развития общественного производства, когда антропогенные воздействия вызывали определенную реакцию природной среды и не нарушали при этом динамического равновесия в целом.
Расширенное воспроизводство осуществлялось за счет природной среды, ее способности к самоочищению от загрязнений, и производственная деятельность (ее экономический принцип) ориентировалась на получение максимальной экономической прибыли при минимальных затратах.
Критериями эффективности хозяйственной деятельности при таком подходе к природопользованию обычно служат следующие:
экономический - получение максимального экономического результата при минимальных затратах;
эколого-экономический - получение максимальных экономических результатов при минимальных затратах и минимальном экономическом ущербе для природной среды.
Слабым звеном в последнем критерии является сложность получения точной количественной оценки «минимального» экономического ущерба для природной среды. При оценках такого ущерба много субъективного, связанного с произвольным его толкованием для получения сиюминутной экономической выгоды.
Попытки учесть экологические аспекты в экономике не привели к коренному перелому в решении проблемы сбалансированного взаимодействия общества и природы: разрушение элементов биосферы продолжается. Природоохранная деятельность не стала органической частью природопользования и постоянно отстает от социально-экономического развития общества, а разрыв между разрушением и восстановлением природной среды увеличивается.
В конце ХХ-го столетия общество вплотную подошло к необходимости целеустремленного управления социально-экономическим развитием городов, регионов и даже государств, переходу от борьбы с последствиями нерациональной хозяйственной деятельности к созданию системы рационального природопользования.
В связи с этим для решения проблемы сбалансированного взаимодействия общества и природы формируется новый принцип хозяйствования - социоэкологический.
В его основе лежит критерий получения максимального экономического результата при минимальных затратах и при обязательном сохранении динамического равновесия биосферы, ее территориальных составляющих, т.е. без превышения возможностей территорий к самоочищению от отходов и загрязнений от хозяйственной деятельности. Главным условием такого принципа хозяйствования является восстановление и сохранение высокого качества окружающей природной среды.
Формирующаяся в настоящее время социоэкологическая концепция управления системой «общество-природа» предполагает переход от существующего экстенсивного природопользования к равновесному.
Экстенсивное природопользование - когда рост производства и людских поселений осуществляется за счет возрастающих нагрузок на природные комплексы, причем эта нагрузка растет быстрее, нежели увеличивается масштаб производства.
Равновесное природопользование - когда общество контролирует все стороны своего развития, чтобы совокупная антропогенная нагрузка на среду не превышала самовосстановительного потенциала природных экосистем.
История человечества свидетельствует: каждая цивилизация начинается с экстенсивного природопользования. И в случае перехода антропогенной нагрузки через границу вместимости (емкости) природных систем происходил либо срыв (экологическая и социальная катастрофа вплоть до гибели отдельных цивилизаций), либо переход к застойным формам существования.
Не была исключением и современная цивилизация: начав с экстенсивного природопользования, она до сих пор придерживается его. При этом выработалось и определенное мировоззрение: «на наш век хватает». Однако, никакой высокий уровень научно-технического прогресса, никакие сверхбыстродействующие компьютеры не смогут сделать планету больше, чем она есть, увеличить запасы природных ресурсов, повысить самовосстановительный потенциал природных экосистем. Только сейчас человечество осознало, что оно столкнулось с самым большим испытанием - исчерпанием резервов для продолжения экстенсивного природопользования в масштабах планеты. Вначале представлялось, что человечество столкнулось с очередным экономическим кризисом. Однако затем последовала цепь глобальных кризисов: экологический, энергетический, сырьевой, продовольственный, демографический. Пришло понимание того, что наступил поворотный момент в развитии взаимоотношений человечества и природы. Перед ним во весь пугающий рост встал вопрос «Быть или — не быть?»
Управление, как известно, подразумевает наличие объекта управления (управляемой системы, например, завода) и субъекта управления (управляющей системы). Исходя из этого, под управлением понимается организация и постоянность. Два уровня управления: управление природными системами и управление природопользователями. Первый уровень управления функционирует на основе изучения и исследования естественных законов, в первую очередь экологических, а осуществляется через второй уровень, опирающийся на юридические и экономические, т.е. социальные законы.
Природопользование может быть «жестким», командным, пренебрегающим учетом естественных процессов или даже грубо нарушающим их с помощью технических средств, а может быть «мягким», основанным на воздействии через естественные механизмы саморегуляции экосистем, т.е. способности последних к восстановлению своих свойств после антропогенного воздействия.
Ныне в рамках социальной экологии формируется новое направление - экологический менеджмент.
Менеджмент, как известно, есть совокупность принципов, методов, средств и форм управления производством. В этом аспекте экологический менеджмент должен рассматриваться как управление процессами изменения экологического состояния общества, страны, региона посредством экологически безопасного управления промышленными, сельскохозяйственными, военно-промышленными и иными производствами.
На рис. 1.1 приведены функции экологического менеджмента.
Рис. 1.1. Функции экологического менеджмента
Связь общественного производства с природной средой следует рассматривать, исходя из трех важнейших факторов экономического роста:
трудовые ресурсы - главный фактор экономического роста, его источником является население - важная производственная сила;
созданные людьми средства производства: орудия труда, технологии, на которых основаны промышленность, транспорт, сельское хозяйство, строительство;
природные ресурсы.
Взаимоотношения общества и природы складывались и складываются так, что все факторы экономического роста - трудовые ресурсы, средства производства, природные ресурсы - в комплексе используются обществом для развития производства.
Управление экологической ситуацией в рамках экологизации экономики должно позволить научиться оценивать экологическую обстановку и прогнозировать ее развитие; принимать конкретные экологически грамотные решения по улучшению среды обитания на различных уровнях (от городского до республиканского); найти оптимальные пути экологизации экономики путем создания экологически безопасных технологий, а также условий сбалансированного сосуществования человека и ОПС.
Основы рационального природопользования
Для построения гармоничных отношений природы и человечества ему необходимо предварительно решить три важнейшие задачи.
Первая состоит в формировании нового типа социального и экологического мышления, которое должно базироваться на новых моральных критериях общественного развития, исключающих чисто утилитарный подход к природе.
Вторая задача состоит в обеспечении широкой гласности и освещения социально-экологических проблем, сопровождающих развитие человеческой цивилизации. Скрывая от людей информацию об условиях их существования, например, о степени загрязнения среды обитания, органы власти не смогут рассчитывать на общественность при необходимости решения крупных вопросов.
Третьей задачей является построение такого хозяйственного механизма природопользования, который обеспечивал бы наиболее полное согласование индивидуальных, коллективных и государственных интересов в деле охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов.
Рациональное природопользование - система деятельности, призванная обеспечить экономную эксплуатацию природных ресурсов и условий и наиболее эффективный режим их воспроизводства с учетом перспективных интересов развивающегося хозяйства и сохранения здоровья людей.
То есть, рациональное природопользование - высокоэффективное хозяйствование, которое не приводит к резким изменениям природно-ресурсного потенциала и к глубоким переменам в окружающей человека природной среде, в частности сводит до минимума нарушение естественных круговоротов веществ.
Основные принципы рационального природопользования - это изучение, охрана, освоение и преобразование различных типов ресурсов окружающей природной среды.
Здесь изучение ресурсов означает учет и оценку, прогноз развития, разработку системы управления и использования ресурсов. Охрана ресурсов среды означает поддержание их качеств, благоприятных для ведения хозяйства, а преобразование - их улучшение (мелиорация, рекультивация земель и др.). В понятие о рациональном освоении природных ресурсов и условий входит наиболее полное использование достоинств среды и экономичное получение энергии, сырья.
Следует подчеркнуть, что в современных условиях экономить сырье и топливо по все большему числу позиций становится экономически гораздо предпочтительнее, нежели наращивать объемы их производства. Наглядным примером здесь может служить Япония. В этой стране после нефтяного кризиса 1973 г. главной задачей правительства стала экономия энергетических ресурсов. В результате такой политики потребности в энергии возросли в 1984 г. всего на 7-8% по сравнению с 1973 г., в то время как валовый национальный продукт увеличился более чем в 2 раза.
Современное человечество в целом пока опирается на экстенсивный тип природопользования, при котором рост производства осуществляется за счет возрастающих нагрузок на природные комплексы, причем эта нагрузка растет заметно быстрее, чем увеличивается масштаб производства. Общая нагрузка на природные системы, обусловленная антропогенной деятельностью, стала превышать их потенциал самовосстановления (самоочищения), что во многих случаях затронуло природные системы планетарного уровня и все важнейшие экологические системы планеты: Мировой океан, атмосферу, почвы, речные системы, леса, животный мир.
Все это определяет необходимость перехода к экологически сбалансированному природопользованию, когда общество контролирует все стороны своего развития с тем, чтобы совокупная антропогенная нагрузка на природную среду не превышала самовосстановительного потенциала природных систем.
На рис. 1.2 приведены формы управления природопользованием.
Рис. 1.2. Формы управления природопользованием
Основными причинами истощения, загрязнения и разрушения природной среды, которые обусловлены антропогенной деятельностью на базе экстенсивного природопользования, являются, по мнению многих ученых, следующие:
1) ограниченность возможностей природной среды по переработке, очистке антропогенных отходов. Емкость ее не позволяет перерабатывать все возрастающие количества таких отходов, их накопление привело к глобальному загрязнению;
2) вследствие ограниченности территории планеты запасы полезных ископаемых, используемых человеком, постепенно расходуются и перестают существовать. Тем самым человечество создало себе проблему изыскания альтернативных источников энергии и некоторых материалов;
3) в отличие от природного, созданные человеком производства являются отходными. Так, для обеспечения жизнедеятельности лишь одного человека ежегодно расходуется не менее 20 т природных ресурсов. Однако из них лишь около 5% идет на выработку чистой продукции, а остальное - отходы;
4) законы развития экосистем и биосферы в целом, на основе которых можно прогнозировать последствия антропогенной деятельности, человек, к сожалению, постигает в основном посредством накопления опыта ведения хозяйства, а это фактически метод «проб и ошибок».
У человечества, конечно, есть еще возможность заменить наиболее дефицитные ресурсы на имеющие большее распространение и большие запасы. Но, как правило, при этом понижается качество продукции. Следовательно, одним из важнейших лимитирующих факторов выживания человека как биологического вида («человека разумного») является ограниченность и исчерпаемость важнейших для него природных ресурсов. Отсюда вытекает важнейшая задача современной цивилизации - скорейший переход к контролируемому использованию природных ресурсов и систем с максимально возможным их сбережением.
Водные ресурсы и их охрана.
Проблемы охраны поверхностных вод в России по-прежнему остаются актуальными при том, что до 60 % питьевой воды в стране получают из поверхностных водоисточников. В ряде регионов до 50 – 80 % проб воды не соответствует нормативным требованиям по санитарно-химическим показателям.
В трехчленной системе охраны поверхностных вод (гигиенические нормативы, показатели и лимиты на сброс загрязнений в водоемы и осуществление контроля сбросов) основополагающая роль принадлежит нормативам качества водных объектов – величинам ПДК, которые имеют законодательно устанавливаемый государственный статус и призваны предупредить загрязнение воды. В соответствии с Федеральным законом «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» от 30 марта 1999 г. № 52-ФЗ гигиенические нормативы имеют прямое отношение к охране поверхностных вод, используемых как источники питьевого водоснабжения или для рекреационного водопользования населения. Очистные сооружения водопроводных станций обладают ограниченной эффективностью в отношении химических загрязнений и поэтому качество питьевой воды по химическому составу полностью зависит от уровней загрязнения исходной воды водоисточников.
Потребление воды человеком в сотни раз превышает потребление всех остальных видов природных ресурсов. Рост потребления вызывает истощение запасов пресных вод. И хотя вода покрывает свыше 70% поверхности Земли и относится к возобновимым ресурсам, она становится все более дефицитным природным продуктом.
Водные ресурсы - это воды (поверхностные и подземные), которые человек использует в быту, в промышленности, в сельском хозяйстве.
Для оценки водных ресурсов создан водный кадастр - свод сведений о водных ресурсах России. Он обобщает материалы гидрологических наблюдений и исследований.
В кадастре указано и распределение вод на территории нашей страны, и сезонное распределение многоводных рек.
На каждого жителя Русской равнины приходится 8500 м3 воды в год, а на одного жителя Сибири - 100000 м3 в год, т.е. в 12 раз больше. В южных районах ( земледельческих) России дефицит воды, т.к. большая часть воды идет на орошение. На Урале водная проблема стоит очень остро, т.к. реки Урала маловодны ( это верховья рек), а потребности для городов и многочисленных предприятий в воде очень большие.
В настоящее время сложилась напряженная обстановка с обеспечением населения России доброкачественной питьевой водой. Основным критерием качества питьевой воды является ее влияние на здоровье человека. Безвредность воды обеспечивается отсутствием в ней токсичных и вредных для организма примесей. Одной из причин неудовлетворительного качества питьевой воды является массивное загрязнение поверхностных водоемов. Ежедневно туда сливаются тонны отходов промышленных предприятий, сточные воды с полей и из хозяйственно-бытовых и ливневых канализаций городов и мелких населенных пунктов. Исследования последних лет показали, что каждая четвертая проба воды из водоемов не отвечает гигиеническим нормам по санитарно-химическим характеристикам и каждая третья - по микробиологическим показателям. Вода большинства поверхностных источников водоснабжения России характеризуется умеренным и высоким уровнем загрязнения. Приоритетными загрязнителями на протяжении многих лет остаются органические соединения, взвешенные вещества, нефтепродукты, фенолы, тяжелые металлы и др. Среди возбудителей заболеваний из воды водоемов чаще всего выделяются сальмонеллы, энтеровирусы и др. Результаты мониторинга качества поверхностных вод в местах водозаборов питьевых водопроводов России свидетельствуют о том, что в настоящее время концентрации приоритетных вредных химических веществ уже приближаются к предельно-допустимым, а в некоторых случаях даже превышают их. При таком положении резко усложняется возможность получения качественной питьевой воды, так как существующие водопроводные очистные сооружения практически не обеспечивают барьерную функцию по отношению к техногенным химическим веществам. Они транзитом поступают в питьевую воду. Сегодня практически все поверхностные водоисточники по уровню загрязнения приблизились к 3 классу качества, а по международной классификации - к 4-5, при этом состав очистных сооружений и технология очистки воды остаются неизменными. Традиционная технология подготовки питьевой воды (коагуляция, отстаивание, фильтрование, обеззараживание), которая применяется на водопроводных станциях с речными водозаборами, рассчитана на доведение природной воды до требований питьевой согласно действующему ГОСТу, лишь при условии общей низкой загрязненности воды и прежде всего токсичными элементами. В процессе технологической подготовки питьевой воды из поверхностных водоемов при применении различных реагентов могут образовываться химические соединения, зачастую более токсичные, чем первичные загрязнители. Использование современных методов анализа воды позволило обнаружить в питьевой воде более 700 органических соединений. Повсеместное применение на очистных станциях в технологии подготовки питьевой воды хлора приводит к образованию очень опасных хлорорганических соединений, которые имеют канцерогенные и мутагенные свойства. В отдельные периоды года концентрации, например, хлороформа в водопроводной воде в 3-5 раз превышают предельный уровень. То же самое можно сказать и об алюминии - веществе, оказывающем нейрогенное действие на организм. В ходе обработки воды соединениями алюминия содержание этого металла в питьевой воде, особенно в период паводка и цветения водоемов, может увеличиваться в 2 и более раз. Следующая важная проблема качественного водоснабжения - это практически повсеместное ухудшение санитарно-технического состояния распределительных водопроводных сетей, что является причиной вторичного загрязнения в них питьевой воды. Приведенная картина состояния водоснабжения и качества питьевой воды свидетельствует о том, что каждый из нас ежедневно подвергается опасности со стороны обычной воды из-под крана. Этот факт не вызывает сомнения в необходимости дополнительной ее очистки, которая соответствовала бы не только ГОСТу, но и требованиям каждой клетки нашего организма.