Основы экологического природопользования

       ЭКОЛОГИЗАЦИЯ НАУКИ

      ОЧИСТНЫЕ  СООРУЖЕНИЯ

      Абсолютно вредных веществ нет. Любой загрязнитель в невысокой дозе практически безвреден. Такие типичные промышленные загрязнители атмосферы, как оксиды углерода, серы и азота в невысоких концентрациях всегда присутствовали в атмосфере. В воде и почве всегда есть тяжелые металлы. Любая почва или горная порода обладают естественной радиоактивностью. Даже при отсутствии поблизости (или вдали, ведь газообразные выбросы переносятся на тысячи километров) предприятий, выбрасывающих в атмосферу азот, некоторое его количество содержится в дождевой воде. Он появляется в результате грозовых разрядов, при которых образуется аммиак. Очистка атмосферы, воды или почвы от вредных веществ-загрязнителей — это снижение их концентрации до величин, при которых они становятся безвредными. Такие пороговые величины называются ПДК — предельно допустимые концентрации. Для действенного контроля загрязнения атмосферы, воды или продуктов питания необходимо знать ПДК всех основных загрязнителей.

      Все предприятия делят на 5 групп (классов опасности) в зависимости от вредности выбрасываемых веществ и степени их возможной очистки. У каждой из этих групп своя ширина санитарно-защитной зоны вокруг предприятия, где запрещается строительство (обычно в этой зоне размещают насаждения из видов деревьев, устойчивых к загрязнению), от 1000 м (1-й класс опасности) до 50 м (5-й класс).

      Для каждого предприятия, в зависимости  от особенностей его отходов, проектируются  свои очистные сооружения. Чаще всего  используют следующие приемы очистки.

      Механическая  очистка. Жидкие стоки отстаивают, при этом оседают твердые частицы. Кроме того, применяют песчаные и песчано-гравийные фильтры, задерживающие более легкие взвешенные частицы, не осевшие в отстойниках. В некоторых случаях применяют и центрифугирование, при котором загрязняющие вещества извлекаются в гигантских сепараторах. Механически отделяют нефтепродукты, которые всплывают на поверхность в отстойнике. Для очистки газовых выбросов предприятия используют специальные пы-леосадочные камеры и центрифуги (циклоны), матерчатые фильтры.

      Химическая  очистка. На стоки воздействуют химическими веществами, переводя растворимые соединения в нерастворимые. Так, от кислот очищают добавлением щелочи, а от щелочей, наоборот, добавлением кислот.

    Установки для очистки газообразных выбросов очень дороги. Для того чтобы уменьшить выбросы оксида и сероводорода, применяют ^щелочной дождь^, через который пропускают насыщенные газами выбросы, в результате получают соль и воду. В качестве поглотителей-фильтров используют также специальные адсорбенты: активированный уголь, алюмогель, силикагель, смолы-иониты.

      Физико-химическая очистка. При этой очистке электролизом превращают сложные соединения в более простые и извлекают металлы, кислоты и другие неорганические соединения. Для выделения наиболее опасных или ценных загрязнителей, которые используют для дальнейшей переработки, применяют ионообменные смолы, как губки впитывающие эти вещества.

      Применяют также огневые  методы очистки: распыленные стоки впрыскивают в пламя больших горелок. Этот способ дорог, но позволяет «расколоть') даже ядовитые соединения, не поддающиеся прочим химическим или биологическим способам очистки. Например, огневым методом разлагают диоксины — очень ядовитые вещества, которыми загрязнены воды и почвы в некоторых городах России. Огневой метод применяют и при переработке бытовых отходов.

      Биологическая очистка. В специально созданных экосистемах загрязнители разрушаются или концентрируются микроорганизмами и мелкими животными. Организмы могут накапливать и осаждать тяжелые металлы и радиоактивные изотопы (особенно успешно это делают диатомовые водоросли).

      Методы  биологической очистки исключительно  важны так как значительная часть  загрязнителей, которую не удается ни отфильтровать, ни извлечь электролизом, — это растворенные в воде органические вещества.

      ЭКОЛОГИЯ  АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА

      Все виды современного транспорта наносят  большой ущерб биосфере, но наиболее опасен для нее автомобильный  транспорт. Сегодня в мире примерно 600 млн. штук автомобилей. В среднем каждый из них выбрасывает в сутки 3,5 — 4 кг угарного газа, значительное количество оксидов азота, серу, сажу. При использовании этилированного (с добавлением свинца) бензина этот высокотоксичный элемент попадает в выхлопы. <Вклад^ автомобильного транспорта в загрязнение атмосферы составляет сегодня в большинстве регионов России не менее 30%. Автомобили используют кислород атмосферы, для них ежегодно расширяют сеть дорог с твердым покрытием, которые густой сетью опутывают планету. Содержание таких дорог требует очень больших затрат энергии.

      Автомобили  расходуют огромное количество топлива. А его источники почерпаемы, и их осталось на земле не так уж много. Особенно быстро тают запасы нефти, из которой получают бензин. Кроме того, при добыче нефти, ее транспортировке и переработке на нефтеперерабатывающих предприятиях загрязняются почвы, воды и атмосфера. Наконец, в автомобильных катастрофах на дорогах гибнет много людей.

      Чтобы уменьшить пагубное влияние автомобилей  на природу, следует:

      Уменьшать содержание вредных  веществ в выхлопных  газах. Схему работы двигателя нужно изменить так, чтобы рационально использовать более экологически чистое, чем этилированный бензин, горючее. Разработаны специальные добавки (катализаторы), обеспечивающие более полное сгорание топлива и уменьшающие количество ядовитых газов в выхлопах. Экологически чище заправка автомобилей не бензином, а сжиженным газом или спиртом, выхлопы от таких автомобилей менее опасны. В перспективе — использование водорода, получаемого при разложении воды.

      Рационально организовать движение транспорта. Чтобы уменьшить количество выбросов, движение по улицам желательно делать безостановочным, так как особенно много выхлопных газов автомобили выделяют в момент торможения и набора скорости.

      ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ЭНЕРГЕТИКИ

      Сегодня основные источники энергии для промышленности и сельского хозяйства — почерпаемые ресурсы угля, нефти, газа. Энергию получают, кроме того, на атомных и гидроэлектростанциях, а также на приливных, геотермаль-ных, солнечных и других, но пока в очень небольшом количестве. Количество ископаемого топлива на Земле ограничено, получение атомной энергии экологически небезопасно, так как даже если не случаются такие аварии, как чернобыльская, то возникает проблема отходов, тысячелетиями сохраняющих опасную радиоактивность. Для их захоронения приходится создавать дорогостоящие наземные и специальные подземные хранилища или опускать остеклованные отходы на дно океана в специальных контейнерах из нержавеющей стали' и бетона. Однако, поскольку период полураспада радиоактивных элементов, входящих в состав отходов, длится тысячелетия, то не исключено попадание радиационного загрязнения в среду при разрушении оболочек контейнеров. Особенно опасны захоронения отходов на дне океана.

      В принципе возможны новые типы реакторов  на быстрых нейтронах, которые позволяют повысить выход энергии от каждой тонны сожженного урана в 20 раз, и термоядерные управляемые реакции, которые сделают запасы энергии практически неисчерпаемыми. Однако использование этих новых источников — дело отдаленного будущего. Кроме того, резкое увеличение энергопотребления опасно ввиду неизбежного теплового загрязнения окружающей среды. Это может стать причиной (вместе с парниковым эффектом) серьезных изменений климата с опасными последствиями для биосферы.

      Гидроэлектростанции экологически менее опасны, но у них также много недостатков: создаются искусственные моря, на дне которых остаются многие тысячи гектаров плодородных земель, разрушаются экосистемы рек.

      ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ

      Наряду  с поиском экологически безопасных неисчерпаемых источников энергии, важнейшим принципом будущей экологической политики в энергетике станет энергосбережение. Энергию нужно экономить, выбирая наиболее энергоемкие технологические схемы производства. Например, при современных способах выплавки стали в конверторах расходуется в 2 раза меньше энергии, чем в обычных для наших металлургических комбинатов мартеновских печах.

      Значительной  экономии энергии можно добиться, если перерабатывать металлолом на месте в дуговых электрических печах разной мощности без его транспортировки на металлургические комбинаты.

      Большие резервы энергосбережения есть на транспорте. Автомобиль при более совершенной системе сжигания горючего в двигателе и при добавлении в топливо специальных веществ (присадок), улучшающих его сжигание, может тратить горючего в 2 раза меньше. Возможны самолеты, теплоходы и электровозы с более высоким коэффициентом полезного действия.

      Огромное  количество энергии понапрасну тратится в сельском хозяйстве, где можно выращивать высокие урожаи и получать мясо и молоко с меньшими затратами горючего, удобрений, пестицидов и т. д.

      Много энергии можно сэкономить в быту. Так, флюоресцентная лампа мощностью в 18 Вт дает столько же света, сколько лампа накаливания в 75 Вт. Замена ими ламп накаливания позволит сократить потребление электроэнергии примерно в 4 раза. Кроме того, новые лампы в 7 раз долговечнее, чем старые, что позволит экономить и ресурсы. В 4 раза менее энергоемки холодильники нового поколения. Теплоизоляция стен даже в самых холодных районах позволит резко сократить расходы энергии на обогрев жилья. Вместо печей будет достаточно одного небольшого электронагревателя. Имеется принципиальная возможность сократить расход электроэнергии при использовании телевизоров и т. д.

      В особенности велики резервы энергосбережения в России, так как сегодня ее отрасли хозяйства и бытовое оборудование значительно более энергоемкие, чем в развитых странах. 

ЛИТЕРАТУРА.

      1. Одум Ю. Экология: в 2-х т. М.: Мир, 1986

      2. Бигон М., Харпер Дж., Таунсенд К. Экология: особи, популяции и сообщества. В 2-х т. М.: Мир, 1989.

      3. Реймерс Н.Ф. Природопользование: Словарь-справочник. М.: Мысль, 1990.

      4. Реймерс Н.Ф. Охрана природы  и окружающей человека среды:  Словарь-справочник. М.: Просвещение, 1992. Небел Б. Наука об окружающей среде. В 2-х т. М.: Мир, 1993. Миллер Т. Жизнь в окружающей среде. В 3-х т. М.: Прогресс — Пангея, 1993 — 1995.

      5. Окружающая среда. Энциклопедический  словарь-справочник. Пер. с нем.  М.: Прогресс, 1993.

      6. Ревелль П., Ревелль Ч. Среда нашего обитания. В 4-х кн. М.: Мир, 1995.

      7. Нусратуллин В.К. Природопользование: Учебное пособие - Уфа: Восточный  университет, 2002. - 168 с.