Проблемы использования и воспроизводства водных ресурсов

При добыче каменного  угля зачастую выделяется метан, являющийся причиной взрывов и смертельных  случаев на шахтах. Наряду с имеющимися способами борьбы с метаном в  шахтах применяется и биотехнологический, в основе которого лежит процесс поглощения метана метаноокисляющими бактериями в угольных пластах и выработанных пространствах.

Для метаноокисляющих бактерий метан служит одновременно источником углерода и энергии (1/3 расходуется на увеличение биомассы, а 2/3 - на образование внеклеточных органических соединений и углекислого газа). Метаноокисляющие бактерии выращивают в ферментерах, концентрируют и непосредственно в шахте приготавляют рабочую суспензию с добавками азота и фосфора, которая закачивается в пласт из расчета 30-40 л на 1 т угля. Необходимый для развития бактерий кислород подают в пласт компрессорами. Содержание метана в этом случае снижается более чем в 2 раза и в 1,5 раза повышается отдача угольного пласта. Не отрицая важности для окружающей природной среды большого опыта и разнообразия механических и физико-химических методов утилизации твердых бытовых отходов, реальную перспективную альтернативу представляют биотехнологические методы. Особую важность биотехнологии переработки отходов обусловливает недолговременная исчерпаемость традиционных энергоносителей: угля, нефти, газа, а также далеко не бесспорные экологические характеристики атомных электростанций.

Биотехнология переработки твердых отходов  не только позволяет утилизировать  биогаз и снизить энергетический дефицит, но и в значительной степени  уменьшить антропогенную нагрузку на окружающую природную среду, в  том числе уменьшить компоненты парникового эффекта.

Общим подходом к биотехнологии утилизации отходов  с энергетическими целями является их анаэробная деструкция. Анаэробное сбраживание представляет собой безкислородный ферментативный стадийный микробный процесс, осуществляемый в мезофильных (1; = 30-33"С) условиях с помощью различных групп микроорганизмов. Время контакта твердых отходов с микроорганизмами составляет 5-30 суток в зависимости от сырья, влажности, перемешивания.

В большинстве  случаев при обработке твердая  фаза имеет 3-5%-ную концентрацию веществ, до 75% из которых - органические компоненты, примерно 50% их превращаются при сбраживании  в биогаз. Газ состоит на 65- 70% из метана, 25-29% - углекислоты, а остальное  составляют водород, сероводород, аммиак. Средняя производительность по газу составляет 1 л на 1 кг биологически окисляемых веществ. Средняя теплота  сгорания биогаза 22-24 МДж/м3. Возможные  пути утилизации биогаза - использование  в котельных для обогрева; получение  электроэнергии посредством газогенераторных установок; сжижение и использование  в качестве автомобильного топлива  или бытового баллонного газа.

В США, Японии, Германии насчитываются сотни, а в Китае  десятки тысяч ферментеров для  получения электроэнергии индивидуального  пользования в жилом секторе  и на сельскохозяйственных фермах путем  переработки собственных и с  незначительным добавлением растительных отходов. В нашей стране получение  биогаза не вышло из стадии опытно-промышленных исследований, но перспектива развития биотехнологии в этом направлении, особенно для сельских регионов, очевидна.

Несколько иной механизм биодеструкции, но также с  получением биогаза наблюдается  при переработке твердых бытовых  отходов (ТБО) на полигонах. На первой стадии катаболизма ТБО преобладают  аэробные микробные процессы в сочетании  с физическими и химическими, по существу представляющие биокомпостирование. После исчерпания кислорода снижается температура ТБО, происходит развитие микроаэрофилов, факультативных анаэробов, участвующих в образовании метана. В теплый период года наблюдается интенсивное метанообразование (от 3,1 до 371 л/кг ТБО в год). Уменьшение размера частиц ТБО до 10-20 мм увеличивает газоинтенсивность метановыделения в 4 раза. Положительное воздействие оказывает на метаногенез внесение в ТБО твердой фазы сточных вод станции аэрации особенно после анаэробной биодеструкции в качестве посевного биоматериала. В основе биогаза от ТБО практикой идентифицировано до 46 компонентов, доминантным из которых является метан (50-60%).

4. Новые эколого-экономические подходы в природоохранной деятельности.

Новые эколого-экономические подходы предполагают материальную заинтересованность природопользователя в осуществлении природоохранной деятельности. Экономический механизм охраны окружающей природной среды начал формироваться у нас в стране в конце 80-х годов. В настоящее время новые экономические подходы находят все более широкое применение в области охраны окружающей природной среды. 
Новая структура экономического механизма сочетает как ранее действовавшие нормы (природоресурсные кадастры, материально-техническое обеспечение и др.), так и новые экономические стимулы (экологические фонды, плата за пользование природными ресурсами, экологическое страхование и др.). 
Государственные учет ресурсов. 
Такой учет осуществляется по единой системе органами статистического учета по видам и подвидам ресурсов (земель, вод и другим объектам природы), их количеству и качеству. На основании этих данных создаются кадастры природных ресурсов государственного уровня. 
Кадастр - это систематизированный свод данных, включающий опись объектов или явлений в ряде случаев с их экономической, экологической, социальной оценкой; содержит характеристику объектов, их классификацию, данные о динамике, степени изученности; может включать рекомендации по использованию, предложения по охране. Единого кадастра природных ресурсов не существует. Кадастры представлены по видам природных ресурсов и образуют определенную экономико-правовую структуру. 
Различают земельный, водный, лесной государственные кадастры; государственный кадастр животного мира; государственный кадастр полезных ископаемых. 
В земельный кадастр (характеристика дается в Земельном кодексе РСФСР от 1991 года, ст. 110) включают следующие основные сведения: качественный состав почв, распределение земель по категориям, собственники земли (владельцы, арендаторы, пользователи). Данные кадастровой оценки земель используются при определении платежей за землю, для оценки использования земель. Кадастр месторождений полезных ископаемых (характеристика дается в Законе РФ о недрах, ст. 30, 32). Его ведет Комитет по геологии и использованию недр (Роскомнедр). Кадастр включает в себя сведения о ценности каждого месторождения полезных ископаемых, горнотехнические, экономические, экологические условия их разработки. 
Водный кадастр. В соответствии с Постановлением Правительства РФ от 23.04.1994 года, задачи государственного кадастра следующие: текущая и перспективная оценка состояния водных объектов с целью планирования использования водных ресурсов, предотвращения истощения водоисточников, восстановления качества воды до нормативного уровня. Головной организацией здесь является Росгидромет. Лесной кадастр. Его ведут Федеральная служба лесного хозяйства при Правительстве РФ и ее органы на местах (Рослесхоз). В соответствии со ст. 77 Основ лесного законодательства лесной кадастр содержит сведения о правовом режиме лесного фонда, о количественной и качественной оценке состояния лесов, о групповом подразделении и категории лесов по их защищенности, дается экономическая оценка леса. 
Реестр охотничьих животных ведет управление охоты и охотничьего хозяйства, которое находится в ведении Минсельхозприроды России. На основании этого реестра ведется количественный и качественный учет животных охотничьего фонда, устанавливаются резкие ограничения охоты на те виды, которые прояв¬ляют устойчивые тенденции к сокращению популяций. 
Реестр рыбных запасов в количественных и качественных показателях по внутрихозяйственным водоемам составляет Комитет по рыболовству. 
Финансирование природоохранной деятельности 
В условиях рыночной экономики на первое место выступает самофинансирование предприятий всех форм собственности, которое производится из собственных средств предприятия, за счет кредитов, за счет экологического страхования. Некоторые мероприятия финансируются государством (Федерацией, ее субъектами), муниципальными органами, а также за счет экологических фондов и добровольных пожертвований. 
Кредиты на экологические мероприятия могут предоставляться различными системами банков, но существуют и специализированные экологические банки (в Перми - Экопромбанк, в Саратове - Поволжский экобанк), дающие предприятиям возможность финансирования их экологической деятельности. 
Экологическое страхование физических и юридических лиц предусматривает возмещение вреда при наступлении предусмотренного договором страхового случая (экологического или стихийного бедствия, аварии, катастрофы). Выплата возмещения производится за счет денежных средств (фондов), которые создаются из уплачиваемых страховых взносов. На экологическое страхование заключается договор. Стороны (страхователь и страховщик) определяют свои права и обязанности, объекты страхования, порядок выплаты страховых взносов и страхового возмещения. Страхование может быть обязательным и добровольным. Но некоторые предприятия могут быть лишены права на страховое возмещение, если они неоднократно предупреждались о возможности аварии, но не приняли никаких предупредительных мер. Таким образом, экологическое страхование выполняет (экономически) стимулирующие функции, побуждая предприятия к сохранению природных ресурсов и охране природной среды. 
Государственное финансирование идет главным образом на выполнение целевых программ, на ликвидацию последствий техногенных и экологических аварий и катастроф, на строительство наиболее значимых природоохранных сооружений (очистных установок, контрольно-измерительных приборов). 
Экологические фонды функционируют на всей территории России. В систему экологических фондов входит Федеральный экологический фонд; фонды субъектов Российской Федерации; местные (муниципальные) экологические фонды. Средства фондов формируются за счет платы за выбросы, сбросы загрязняющих веществ в окружающую природную среду; за размещение отходов и других захоронений; средств, полученных по искам о возмещении вреда, а также средств от реализации конфискованных орудий охоты, рыболовства и незаконно добытого с их помощью.

5. Проблема сохранения  человеческих ресурсов.

Состояние окружающей среды оставляет желать лучшего, поэтому экологическая безопасность очень важна. Все усилия в дальнейшем окажутся напрасными, если экологическая  безопасность не обеспечится вовремя. Сейчас усиливается отрицательное воздействие промышленности на окружающую среду, а экологическая безопасность игнорируется многими производствами. Для того чтобы уменьшить количество экологических проблем, экологическая безопасность должна находиться в постоянном контроле и регулировании. Однако экологическая безопасность продумана в теории и это влияет на уровень ее обеспечения. В теории она опирается на статью 42 Конституции Российской Федерации, согласно которой каждый имеет право на благоприятную окружающую среду, достоверную информацию о ее состоянии и на возмещение ущерба, причиненного его здоровью или имуществу экологическим правонарушением. Экологическая безопасность может обеспечиваться только при помощи технологии. При данной концепции отсутствуют ограничения на использование ресурсов и рост экономики. Она включает в себя разные идеи: одни не признают, что экологическая безопасность может находиться под угрозой; другие считают, что экологическая безопасность может находиться под контролем совместно с экономическим ростом и ростом населения. Согласно этой концепции экологическая безопасность является труднообеспечимой только из-за временных проблем с неправильным использованием технологий. В настоящее время природоохранная деятельность руководствуется именно этой концепцией, а экологическая безопасность обеспечивается использованием локальных систем очисток среды, приведением к норме показателей состояния окружающей среды, введением новых технологий. Вторая концепция – биосферная, говорит о том, что экологическая безопасность должна обеспечиваться, опираясь на теоретическую базу и осмысление экологии. В данной идеологии за принцип принята биотическая регуляция. Экологическая безопасность с этой точки зрения должна обеспечиваться на основе накопленных экспериментальных знаний, в соответствии с законами физики и биологии. Теория этой концепции определяет, что экологическая безопасность должна поддерживаться биотической устойчивостью окружающей среды. Таким образом, на Земле прогрессирует глобальный экологический кризис. Экологическая безопасность предприятия предполагает экологическое проектирование в процессе, которого разрабатывается экологическая документация. Экологическое проектирование можно разделить на разработку экологической документации по отходам производства и потребления, экологической документации, ориентированной на выбросы загрязняющих веществ в атмосферу (проект предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и проект санитарно-защитной зоны) и документов, связанных со сбросами в водные объекты (проект нормативов допустимого сброса). Экологическая проблема–сохранение устойчивости между обществом и природой. Сокращаются плодородные земли в результате роста городов, промышленных и транспортных объектов. Кроме того, 20% поверхности суши находится под угрозой опустынивания. 40% влажных тропических лесов уничтожено, а ведь это своеобразные легкие земли. Процесс вырубки лесов идет с невероятной прогрессией – более 40 га в минуту. Обостряется проблема с пресной водой. С каждым годом нарастает «водный голод». В то же время не сокращается выброс нечистот в пресноводные бассейны. В больших масштабах идет выброс токсичных отходов производства и быта в виде твердых, жидких и газообразных продуктов. Например, только в США на 1 км2 поверхности в год приходится около 100 т промышленных отходов, в т.ч. 30 т вредных. Идет разрушение озонового слоя. Источники загрязнения разные: как естественные (вулканизм, пожары лесов), так и антропогенные. Экологическая ситуация в России ухудшается, уровень загрязнения приблизился к критическому. В опасности оказались такие реки, как Обь с притоками, Волга, Дон, Миасс. В городах Москва, Новосибирск, Липецк, Барнаул, Магадан, Самара и еще в нескольких десятках загрязнение атмосферного воздуха превысило допустимые нормы в 10 раз! Численность населения растет быстрее, чем продовольственные ресурсы. По данным ООН, только треть населения обеспечена питанием, 50% населения Африки находится на пороге голода, от недоедания здесь умирает несколько миллионов человек. Решить эту проблему можно путем увеличения урожайности, продуктивности животноводства; совершенствования структуры отраслей земледелия; перераспределения продовольственных ресурсов между странами, более рационального использования сельскохозяйственных угодий. Демографическая проблема связана с естественным движением населения, а также с миграцией. Речь идет о регулировании численности, миграционных процессов. Важно добиться снижения детской смертности, повышения продолжительности жизни, снижения неграмотности. Энергетическая и сырьевая проблема связана с неравномерностью распределения минеральных ресурсов по территории земного шара. Известно, что большая часть минерального сырья располагается в развивающихся странах, а главные потребители – развитые государства. Проблема использования Мирового океана – важно сохранение природного потенциала Мирового океана путем рационального использования, борьбы с загрязнением морской среды, запрещение испытаний различного оружия в океанах и морях. Глобальные проблемы явились результатом огромных масштабов человеческой деятельности, радикально изменяющей природу, общество, образ жизни людей, а также неспособности человека рационально распорядиться этой могучей силой. Проблеме сохранения биологического разнообразия уделяется в мире все большее внимание. Биоразнообразие – разнообразие разновидностей растений, животных, микроорганизмов, а также экосистемы и экологические процессы, частью которых они являются. Их сохранение является одной из глобальных экологических проблем и с каждым годом все больше обостряется по мере исчезновения, уменьшения биоразнообразия. Это все связано с разрушением среды обитания в результате антропогенной деятельности, загрязнением окружающей среды и т.п. Интенсивное рыболовство сопровождается уменьшением рыбных запасов, перевыловом и потерей промышленного значения отдельных пород рыб. Горнодобывающая промышленность, шахты приводят к широкомасштабным потерям мест обитания. В энергосекторе ГЭС сжигают ископаемое топливо, оно воздействует и разрушает окружающую среду. Важной экономической проблемой в сохранении биоразнообразия является несовпадение глобальных и локальных выгод. То, что невыгодно, может оказаться жизненно важным для других стран, всей планеты. Из-за несбалансированного развития природы и общества на планете возникли и усугубляются следующие глобальные экологические проблемы:

а) Потепление климата;

б) Разрушение озонового слоя;

в) Кислотные дожди;

г) Загрязнение природной среды;

д) Сокращение генофонда растений и животных;

е) Сведение тропических лесов, опустынивание.

Главные задачи охраны биосферы сводятся к:

А) Сохранению качественного многообразия жизни на Земле;

Б) Поддержанию на планете определенного количества живого вещества, необходимого для обеспечения нормального функционирования биосферы с целью сохранения качества вод, атмосферы, поддержание плодородия почв и продуктивности океана, регулирование народонаселения на планете.

Важную  роль в остановке разрушения природы должно иметь экологическое образование населения развитых стран.

Список  используемой литературы.

1. В.И. Коробкин, Л.В. Передельский  «Экология» -  Ростов-на-Дону, «Феникс», 2008 г.
2. Э.А. Арустамов, И.В. Левакова, Н.В. Баркалова «Экологические основы природопользования» - Москва, «Дашков и Ко», 2004 г.
3. Закон РФ «Об охране окружающей среды», введенный в действие 1 января 2002 г.