Возможности решение экологических проблем

      Курорты  и лечебно-оздоровительные местности. Расположены в пределах или вблизи населенных пунктов. Данные зоны выполняют средостабилизирующие функции, обеспечивают активный  отдых и охрану здоровья населения. В Российской Федерации имеется 153 курорта бальнеологического, климатического и  грязелечебного профиля. Причем основная их часть (52 курорта) расположена в Северо-Кавказском регионе. К сожалению, повсеместно наблюдаются нарушения санитарно-гигиенического режима курортов РФ.

      К категории особо охраняемых природных  территорий  относятся также территории курортов и лечебно-оздоровительных местностей. Данные территории выполняют средостабилизирующие функции, обеспечивают активный отдых и охрану здоровья населения.

      Остаются  высокими  антропогенезе нагрузки  на природную среду территорий курортов и лечебно-оздоровительных местностей. Так, в районе Кавказских минеральных вод уже освоено 94% территории, причем земли средней степени нарушения (пашни, сады, пастбища) составляют 87%,  а малонарушенные - всего 5%.

      Аналогичные проблемы существуют и на курортах Черноморского побережья Кавказа. На курорте Анапа основными источниками загрязнения акватории продолжают оставаться неочищенные канализационные и ливневые стоки, мусорные свалки и нефтегавань Шесхары (Новороссийск). Так, например, в разгар летнего сезона 1997 г, на пляжи Анапы было выброшено 3,5 т нефтепродуктов. [1,с.51-55]

      Активизируется  разного рода несанкционированное  строительство в пределах курортных  территорий, повсеместно даются послабления  ответственности юридических и  физических лиц, растет изношенность инженерной инфраструктуры курортов и т, п. В то же время средств на улучшение экологического состояния курортов практически не выделяется.

      Определенное  внимание в РФ уделяется и объектам культурного наследия, таким, как  музеи-заповедники (88), музеи-усадьбы (29), охраняемые объекты ландшафтной архитектуры. Они относятся к категории особо охраняемых историко-культурных территорий с важными экологическими функциями.

      Необходимо  отметить, что в Списке Всемирного наследия ЮНЕСКО насчитывается 11 российских объектов, в том числе Московский Кремль и Красная площадь, церковь Вознесения в Коломенском, Ансамбль Троице-Сергиевой Лавры (Сергиев-Посад). Кроме того, в ЮНЕСКО представлена документация для включения в Список Всемирного наследия еще ряда объектов: «Водлозерский национальный парк», «Башкирский Урал», "Алтай - Золотые горы», «Убсунурская котловина», «Центральный Сихотэ-Алинь», «Зеленый пояс Фенноскандии», «Дельта реки Лены», «Регион Кавказского биосферного заповедника», «Куршская коса». 

2.3 Пути решения проблем энергосбережения 

      Решение энергетической проблемы является важной задачей всего человечества. Бурное развитие техники потребовало огромных энергетических затрат. Известно, что прет производстве чугуна, стали, цветных металлов расходуется большое количество энергии.

      Весьма  энергоемкой отраслью является и сельское хозяйство. Например, в США на производство сельскохозяйственной продукции используется около 22%  всех энергоресурсов.

      Каждый  год в мире потребляется столько  нефти, сколько ее образуется в природных условиях за 2 млн. лет.

      В экономически развитых странах прослеживаются два основных направления в решении энергетических проблем:

      -энергосбережение и снижение энергоемкости общественного продукта;

      -усиление внимания к широкому освоению возобновляемых источников энергии (энергии Солнца, биомассы, ветра, подземных термальных вод).

      Целью широкого внедрения технологий возобновляемой энергетики повсюду в мире является снижение экологической нагрузки, обеспечение  экологической безопасности, завоевание рынка сбыта.[28,с.105]

      Возобновляемые  источники энергии (ВИЭ) становятся одним из важных элементов энергетического баланса в европейских странах и играют существенную роль в снижении выбросов парниковых газов, повышении энергетической безопасности и поддержании социально-экономического развития многих стран - членов Европейского союза (ЕС).

      Энергетический  сектор создает более 30 %  выбросов СО² в Европе. Если бы 10% закупленного промышленного электричества было произведено ВИЭ, это привело бы к ежегодному сокращению выбросов СО² на 38 млн. т, что превышало бы 10%-ное снижение, взятое странами - членами ЕС как обязательство по Киотскому протоколу.

      Согласно  директивным документам стран - членов ЕС предусматривается, что к 2010 г. около 12 % энергии, потребляемой этими странами, будет произведено ВИЭ. В настоящее время основная проблема состоит в том, как через снижение стоимости "зеленой" электроэнергии добиться ее увеличения в каждой стране ЕС. Одним из таких путей является введение гибких рыночных механизмов. С 2002 г. указанный процесс поддерживается в рамках одноименного проекта TRECKIN (Тгadalle Renewalie Certificate Know-how & initiatives Netwoгk).

      Целью этого проекта является формирование и поддержка усилий по учреждению системы торговли "зелеными" сертификатами ВИЭ.

      У нас в России к сети ТRECKIN присоединился  Институт солнечной энергии в  Улан-Удэ, разработав экспериментальный  проект, согласно которому несколько  генерирующих мощностей ВИЭ будут  установлены в районе к юго-востоку от оз. Байкал. Этот регион отличается особыми социально-экономическими и экологическими  проблемами, требующими решения. Возобновляемые источники энергии помогут региону решить серьезные природоохранные проблемы, а также будут стимулировать рост местной экономики.

      В США (Калифорния) в работу по продвижению энергосберегающих технологий и возобновляемой энергетики включилась и церковь. Так, в соответствии с межрелигиозной программой «Сила и свет», тачавшей работу в декабре 2001г., предполагается заменить обычные электрические лампочки на энергоэффективные у 400 000 семей. По этому проекту уже обеспечивается «зеленой» энергией 2,5 млн. домашних хозяйств. В настоящее время 60 церквей на 100 % обеспечиваются энергией от ВИЭ и 50 церквей установили солнечные панели на своих крышах.

      Энергия биомассы. Биомасса чрезвычайно широкое понятие. В сельскохозяйственной энергетике этим термином чаще всего обозначают отходы сельскохозяйственного производства: солому, ботву, жом, кукурузные стебли, кочерыжки и навоз.

      Метод анаэробной переработки навоза, в результате которого из отходов животноводства образуется биогаз и сброженный биошлам - эффлюент, является наиболее перспективным и экологически чистым. Этот метод позволяет получить ценное органическое удобрение (эффлюент), воду для технических целей и орошения и самое главное, топливо (биогаз) для обогрева ферм, птицефабрик, сельских домов и т. д. При анаэробном сбраживании навоза происходит очистка стоков на 85 - 95% полное обеззараживание навоза от семян сорных трав, яиц гельминтов и патогенных микробов, становятся нерастворимыми и недоступными для ассимиляции соли тяжелых металлов.

      В 1808 г. английский химик Г. Деви впервые получил из навоза хорошо известный всем горючий газ метан и углекислоту. А первый в мире аппарат по переработке навоза в биогаз был создан в 1895 г. в Англии.[9,с.144]

      В Китае биогаз получают с 30-х гг. ХХ в. В нашей стране первые испытания биогазовых установок (БГУ) были осуществлены в 50-е гг. ХХ в. В 1983 г. в совхозе «Рассвет» Запорожской области была испытана первая в СССР биогазовая установка.

      В принципе все современные БГУ работают по одной схеме. Органические отходы поступают в приемный резервуар, где их разбавляют горячей водой и добавляют отходы полеводства, чтобы создать нужное соотношение С/N. Нагретая масса подается в метатенки (иногда через подогреватель). Образующийся биогаз проходит устройство очистки, сжимается компрессором и подается в газгольдер. Остаток брожения (шлам) насосом перекачивают в хранилище. Основная часть любой БГУ, независимо от ее конструкции, это метатенк. От устройства метатенка зависит производительность всей БГУ. Современный метатенк всегда снабжен мешалкой и устройством для нагревания. В принципе метатенком может служить любого резервуар достаточно большого объема, снабженный люками для загрузки отходов и выгрузки шлама и отверстием для удаления газа.

      В развитых странах современные конструктивные разработки направлены на создание централизованных биогазовых заводов, перерабатывающих навозные стоки животноводческих ферм. В то же время большое внимание уделяют переработке навоза в биогаз непосредственно на животноводческих фермах и комплексах.

      БГУ позволяет ежегодно экономить на выращивании 1 головы крупного рогатого скота 170 - 190 кг условного топлива, а на откорме одной свиньи - 35 - 45 кг условного топлива. Необходимо, однако, отметить, что в животноводстве такая утилизация отходов осуществима в основном для скота, содержащегося круглогодично в помещениях. При нестойловом содержании сбор и переработка отходов практически неэффективны. [9,с.144]

      Сельскохозяйственные  отходы можно превратить не только в газообразное, но и в жидкое топливо, главным образом в спирты - метиловый и этиловый, которые можно добавлять к бензину.

      Технология  получения спирта из этих культур  известна уже на протяжении сотен лет. В перечень энергоносителей попали и такие растения, как арахис, соя, поскольку они урожайны и имеют высокое содержание масла. Однако чемпион среди подобных культур - китайское сальное дерево (сапиум). По урожайности (67 ц/га) и выходу масла (3572 л/га) в несколько раз превосходит все известные масличные культуры. Максимальный вклад биомассы в мировую энергетику может составить 6млн т условного топлива (15 - 25% всех потребностей человечества в энергии).

      Созданные и апробированные в России биогазовые установки способны уже в ближайшие годы кардинально улучшить экономические и социальные условия в сельском хозяйстве Российский центр « Экорос» при поддержке Миннауки России сконструировал еще в 1997 г. две биогазовые установки ИБГУ-1 и БИО-ЭН-1. В конструкцию второй установки заложен модульный принцип, позволяющий кратно наращивать производительность. Это по сути первая фермерская минитеплоэлектростанция, каждый модуль которой, рассчитанный на 25-30 коров, обеспечивает полную независимость от централизованного электроснабжения и покрывает все энергетические потребности (бытовые и хозяйственные) фермерской семьи из 5 - 6 человек. Первая такая установка уже работает в Солнечногорском районе Московской области.

      Энергия ветра. Наиболее доступным и экологически чистым источником энергии является ветроэнергетика. Примерно 10% мощности светового излучения (N= 1014 кВт), поглощаемого Землей, превращается в кинетическую энергию воздушных масс.

      Огромными запасами мощности (54 млрд. кВт) обладают воздушные течения над Антарктидой, где над ледяной рекой между Землей Королевы Виктории и Землей Уилкса среднегодовая скорость ветра порядка 25 м/с, периодически достигает и 100 м/с.

      Наиболее  доступно и целесообразно использовать энергию приземных воздушных потоков. На территории СНГ мощность, затрачиваемая воздушным потоком на преодоление трения о поверхность Земли, составляет порядка 20 млрд. кВт, что в десятки раз превышает мощность всех тепловых, гидравлических и атомных электростанций вместе взятых.

      У ветродвигателей механическая энергия ветра приводит во вращение вал ветротурбины, агрегатированный с электрогенератором, поршневыми насосами, компрессорами и другими устройствами. Однако не всегда целесообразно, во избежании значительных энергетических потерь, механическую энергию преобразовывать в электрическую. Рациональность преобразования механической энергии, снимаемой с вала ветроколеса, в электрическую энергию определяется из конкретных задач потребителя энергии и условий эксплуатации.[12,с.89-94]

      Целесообразно создавать конструкции ветродвигателей, которые смогли бы производить полезную работу при низкоскоростном ветре, начиная со скорости 1,5 м/с. Только в этом случае появляется возможность почти круглосуточно использовать мощность переменного ветра и реально снизить стоимость среднесуточной мощности N, которая определяется по формуле: N = ~SPV3, где ~- коэффициент использования плотности потока энергии ветра; S - площадь вертикалей, движимых воздушным потоком; Р - плотность воздуха; V - скорость ветра.

      Из  формулы видно, что при одинаковы, условиях эксплуатации ветродвигателей, т.е. одних и тех же значениях и V, повышая площадь , можно увеличить мощность.

      Однако  сотрудники Института гидродинамики  им. М. А. Лаврентьева Сибирского отделения РАН пришли к выводу, что целесообразно идти не по пути увеличения диаметра ветроколеса, а создавать многолопастные ветродвигатели с ветроколесами небольшого диаметра - микромодули, мощности которых объединять. Причем суммирование мощностей отдельных микромодулей можно осуществлять различными способами: механическим, гидравлическим, пневматическим, в зависимости от задач потребителя и условий эксплуатация. Решение отойти от создания громоздких ветродвигателей с ветроколесами больших диаметров, а также выбор рационального размера ветроколес базировались на теории подобия в механике, позволявшей установить зависимость между размером ветроколеса и мощностью, приходящейся на единицу его массы. Ветроколесо должно иметь при малой массе максимальный размер.