37. Структура техносферы

Понятие «техносфера» выражает совокупность технических устройств и систем вместе с областью технической деятельности человека. Для нее характерны: пространственная дифференциация; аккумуляция техногенного вещества в зонах селитебного и горнопромышленного освоения. Ее структура достаточно сложна, так как включает в себя техногенное вещество, технические системы, живое вещество, верхнюю часть земной коры, атмосферу, гидросферу. Более того, с началом эры космических полетов техносфера вышла далеко за пределы биосферы и охватывает уже околоземный космос. Технические ландшафты из отходов производства, уничтожение признаков жизни в целых регионах, загнанная в резервации природа – вот реальные плоды негативного влияния человека, вооруженного техникой, на окружающую среду. Для избежания катастрофы человек должен найти для себя видимый критерий равновесия в системе «природа—человек». Структура:

1. Первичная экономика 2.Первоначальная переработка 3. Вторичная переработка сырья 4. Отрасли машиностроения и др.

Субсферы: продукты чел. труда; 1– топливо; – технолиты – формы рельефа; пища – домашние растения и животные, – отходы (800 млрд. тонн).

Суммарная масса техносферы – 7,8 трлн. тонн (биосферы – 6,5 трлн.)

40. Рост народонаселения.

Большие города потребляют в сутки значительное количество воды, пищи и топлива, а взамен выбрасывают в атмосферу огромное количество газообразных, жидких и твердых отходов. При сохранении сложившихся темпов роста населения и сосредоточения его в крупных промышленных городах в ближайшие десятилетия в несколько раз возрастет потребление энергетических и материальных ресурсов. Это вызовет необходимость разработки принципов освоения новых природных ресурсов, в том числе за счет использования месторождений морей и океанов. Сокращение числа доступных энергетических и природных ресурсов непосредственно связано с ростом численности народонаселения. На протяжении большей части человеческой истории рост народонаселения был незначительным. Резкое возрастание численности началось после Второй мировой войны. Понадобилось около 1 млн. лет, чтобы число жителей планеты достигло 3 млрд. (в 1960 г.), и около 40 лет, чтобы удвоить это значение, что дало повод говорить о демографическом взрыве.

Проблема недостатка пресной воды. Проблема ограниченности продовольственных товаров т.к. причины проблемы - сокращения сельскохозяйственных угодий, Проблема обеспеченности топливно–сырьевыми и энергетическими ресурсами

44. Техногенные аварии и катастрофы.

В современном производстве с повышенными параметрами технологического процесса периодически создаются условия, приводящие к неожиданному нарушению работы или выходу из строя машин, агрегатов, коммуникаций сооружений или их систем. Такие явления принято называть авариями. Катастрофа — вызывает человеческие жертвы. Основными причинами всех техногенных катастроф являются: человеческий фактор (обученность человека, отношение человека к работе, трудовая дисциплина).

Сегодня в мире происходят тысячи химических аварий при производстве, хранении, транспортировке аварийно химически опасных веществ. Безопасность функционирования химически опасных предприятий зависит от многих факторов - это физико-химические свойства сырья, полуфабрикатов и продуктов, характер технологических процессов; конструкция и надежность оборудования; условия хранения и транспортировки АХОВ; состояние контрольно-измерительных приборов средств автоматизации; эффективность средств противоаварийной защиты; уровень организации профилактической работы; наличие и совершенство диагностических комплексе своевременность и качество планово-предупредительных ремонтных работ; подготовленность и практические навыки персонала; система надзора за состоянием технических средств противоаварийной защиты. Радиационную аварию можно определить как неожиданную ситуацию на РОО, следствием которой может явиться внешнее воздействие ионизирующих излучений на персонал и население, а также облучение в результате поступления внутрь организма радиоактивных веществ в дозах, превышающих нормы радиационной безопасности.

Радиационные аварии по масштабам делятся на 3 типа: локальная авария - это авария, радиационные последствия которой ограничиваются одним зданием; местная авария - радиационные последствия аварии ограничиваются зданиями и территорией АЭС; общая авария - радиационные последствия распространяются за территорию АЭС. Существует особый тип катастроф – милитаригенные экологические катастрофы. В результате войны между Ираком и Кувейтом возникли обширные пожары на нефтеперерабатывающих предприятиях, изменившие среду обитания для многих популяций.

Устойчивое развитие – путь к решению экологических и экономических проблем.

Сфера политики в наши дни смыкается со сферой охраны окружающей среды в единую дисциплину – политэкологию, которая занимается проблемами экологической безопасности. Международное сотрудничество в области охраны природы регулируется международным экологическим правом, в основе которого лежат общепризнанные принципы и нормы. Важнейший вклад в становление этих принципов внесли Стокгольмская конференция ООН по проблемам окружающей среды (1972), Всемирная хартия природы, одобренная Генеральной Ассамблеей (1982 г.) и, особенно, Международная конференция в Рио-де-Жанейро (1992 г.) по окружающей среде и развитию. На конференции в Рио встретились 114 глав государств, представители 1600 неправительственных организаций. Важнейшим вопросом этого форума стало дальнейшее развитие понимания связи международных экономических и экологических проблем в рамках концепции устойчивого развития. Под понятием устойчивого развития понимается такое развитие, которое удовлетворяет потребности настоящего времени, но не ставит под угрозу способность будущих поколений удовлетворять свои потребности. Иными словами человечество должно научиться "жить по средствам", использовать природные ресурсы, не подрывая их, вкладывать деньги, образно выражаясь в "страховку" - финансировать программы, направленные на предотвращение катастрофических последствий собственной деятельности. Более точно sustainable development переводится как сбалансированное развитие. В основе этой концепции лежит тот факт, что если три четверти населения Земли, ныне проживающие в слабо развитых странах, пойдут по тому же пути развития своих экономических систем, что и жители развитых стран, то планета совершенно очевидно не выдержит столь мощного потребления её ресурсов и загрязнения окружающей среды и грянет неминуемая экологическая катастрофа. Вместе с тем нельзя винить развивающиеся страны в стремлении повысить уровень жизни быстро растущего населения. В мировой политике же сегодня отчетливо прослеживается тенденция экономически благополучной четверти населения Земли решить, хотя бы временно, острые экологические проблемы за счет затормаживания экономического роста беднейших трёх четвертей. Выражая мнение весьма влиятельных кругов, многие политики и ученые развитых стран вдруг заговорили о расточительном потреблении природных ресурсов населением Земли, но голодную диету они предлагают всем, кроме себя. В реальной действительности решить экологические проблемы без решения социально – экономических невозможно. На конференции в Рио-де-Жанейро было отмечено, что "экология без экономики – это всеобщая нищета", и что устойчивому развитию разумной альтернативы не существует. Важнейшим документом, принятым на этой конференции была повестка дня на ХХI век. Этот документ является программой того, как сделать развитие устойчивым с социальной, экономической и экологической точек зрения. В повестке дня на ХХI век разъясняется, что движущими силами перемен в окружающей среде являются население, потребление и технология. В ней излагается, что нужно сделать для сокращения расточительных и неэффективных структур потребления в некоторых частях мира при одновременном содействии ускоренному и устойчивому развитию в других его частях. В ней предлагаются меры в области политики и программы для достижения устойчивого равновесия между потреблением, и способностью Земли поддерживать жизнь. Также в этой программе описываются некоторые методы и технологии, которые необходимо разработать для удовлетворения потребностей людей при рациональном использовании природных ресурсов. Повестка дня на ХХI век предусматривает варианты предотвращения ухудшения состояния почвы, воздуха и воды, сохранения лесов и разнообразия форм жизни. В ней рассматриваются вопросы бедности и чрезмерного потребления, здравоохранения и образования. Отводится своя роль каждому: правительствам, деловым людям, профсоюзам, учёным, коренным народам, мужчинам и женщинам, молодёжи и детям. Этот документ не направлен против предпринимательской деятельности, напротив, в нём утверждается, что устойчивое развитие – это способ борьбы с бедностью и разрушением окружающей среды. Важной темой повестки дня на ХХI век является необходимость ликвидации бедности путём предоставления бедным странам более широкого доступа к ресурсам, которые им необходимы для устойчивого развития. Приняв этот документ, промышленно развитые страны признали, что они должны играть более важную роль в сохранении и улучшении окружающей среды, чем бедные страны. Богатые страны обещали также увеличить финансовую помощь другим странам, для такого развития, которое имеет меньшие экологические последствия. Повестка дня на ХХI век призывает правительства принять национальные стратегии устойчивого развития. Их необходимо разрабатывать с широким участием общественности, включая неправительственные организации. Это соглашение возлагает основную ответственность за перемены на национальные правительства, но указывает, что они должны тесно сотрудничать с международными организациями, деловыми кругами, региональными, провинциальными и местными властями, а также с неправительственными группами и объединениями граждан. Только партнёрство в глобальном масштабе может принести всем народам надежду на устойчивое развитие. Однако на пути к устойчивому развитию стоят трудноразрешимые противоречия. Удовлетворение человеческих потребностей немыслимо без эксплуатации природных ресурсов. Любое производство, по существу, основано на использовании природных ресурсов, составляющих часть общего природного потенциала ландшафтов. Ресурсный потенциал ландшафта – это часть вещества и энергии, которая отторгается в социально-экономическую сферу. На соврем. уровне развития человечества природа рассматривается как источник самых разнообразных ресурсов: производственных (сырья и энергии для промышленности), сельскохозяйственных (естеств. плодородия почв, теплообеспеченности и влагообеспеченности для производства продуктов растениеводства и животноводства), здравоохранительных и рекреационных (обеспечивающих лечение и отдых людей), эстетических и научных (служащих источником творческого вдохновения, используемых для изучения природных закономерностей, территориальных и экологических (условий существования людей в конкретном месте) и других. Можно сказать, что практически весь природный потенциал ландшафта в том или ином виде используется человеком сейчас, или будет использоваться в будущем. К оценке ресурсного потенциала ландшафта следует подходить с экономических, экологических и эколого-экономических позиций. При экономическом подходе оценивается стоимость природных ресурсов. При этом учитываются, например, стоимость сырья на внутреннем и мировом рынке, затраты на добычу и транспортировку его к месту переработки, а также экономическая целесообразность выбора взаимоисключающих видов природопользования. В каждом конкретном случае приходится решать, что более целесообразно: вести добычу полезных ископаемых или сохранить ландшафт как источник других природных ресурсов, например лесных. При экологическом подходе природный потенциал ландшафта оценивается как совокупность условий, необходимых для жизни и воспроизводства, населяющих данную территорию живых организмов, в том числе и человека. Отторжение природных ресурсов человеком вызывает изменение, как отдельных природных компонентов, так и ландшафта в целом – нарушается экологический режим территории, ухудшается состояние окружающей среды. Эколого-экономическая оценка использования природных ресурсов включает в себя оценку затрат на рекультивацию естественного потенциала ландшафта после его нарушения, вызванного эксплуатацией природных ресурсов. Если эколого-экономический подход игнорировать, то, как показывает опыт, это может привести к тяжелым последствиям – затраты на рекультивацию земель могут оказаться впоследствии выше стоимости использованных ресурсов. Экономия на восстановлении нормальной среды обитания оборачивается трагическими эколого-социальными последствиями – снижением работоспособности, ухудшением здоровья, увеличением смертности людей. Потери на восстановление здоровья, социальные издержки, вызванные ухудшением состояния окружающей среды, могут быть столь значительными, что ущерб перекроет получаемый экономический эффект. Одной из причин возникшего напряжения во взаимодействиях общества и природы является укоренившееся в сознании людей потребительское отношение к природе. Человек с момента появления на Земле привык непрерывно брать от природы её ресурсы. Не одно тысячелетие он вырубал леса, охотился на зверей, ловил рыбу, использовал созданное природой плодородие почв. До относительно недавнего времени природа могла сама восстанавливать нарушенное в экосистемах равновесие, и это породило у человека ложное представление о безграничности природных ресурсов, о возможности брать их у природы, ничего её не возвращая. Также экологические проблемы человечества имеют своими истоками различия в процессах, совершающихся в природных и социально-экономических системах. В техногенных системах – в городах, на промышленных предприятиях – энергообмен резко отличается от процессов, проистекающих в природе. Поток вещества и энергии через производственную систему практически не имеет обратной положительной связи. На входе – это всё возрастающее потребление ресурсов и энергии, ведущее к деградации природных систем. На выходе – огромное количество отходов, поступающих в окружающую среду, что является главной причиной её загрязнения. Энтропия техногенных систем имеет тенденцию к неумолимому росту: возникают аварии, нарушаются связи управления, усиливается хаос. Для поддержания этих систем в рабочем состоянии требуются, как показывает исторический опыт, всё увеличивающиеся энергетические затраты. Рост производства, увеличение населения больших городов ведут к обострению экологической обстановки.

Коренное отличие природных систем от техногенных заключается в их способности к самоорганизации и саморазвитию. Энтропия в природных системах, как уже писалось, естественным образом уменьшается. В техногенных же системах устойчивость может сохраняться лишь при условии постоянных материальных и энергетических затрат со стороны общества; предоставленные сами себе они начинают разрушаться, энтропия увеличивается. Проблема устойчивого развития во многом связана с разного рода запрещениями и ограничениями. Человечество вступило в эпоху трудных решений. Установка на активное силовое преобразование природы уже начинает признаваться ошибочной. Вместе с тем человек не может существовать на Земле, не нарушая её природы. Важным критерием рационального природопользования является сохранения принципа географической и экологической эквивалентности. Для пояснения существа этого принципа можно привести следующий пример. Вырубка леса сопровождается отчуждением из лесной экосистемы углерода, азота, фосфора, калия, воды, при одновременном изменении баланса углекислого газа и кислорода в атмосфере. Происходит увеличение скорости разрушения земной поверхности и сопряжённой с ней интенсивности выноса из ландшафта веществ. Коренным образом перестраиваются фауна и микробиологические процессы. При соблюдении принципа географической и экологической эквивалентности новая экосистема на месте вырубленного леса – луг или пашня – должна быть эквивалентна исходной по массе продуцируемого органического вещества и энергии. Следует признать, что создаваемые человеком динамические равновесия в природно-хозяйственных системах, вероятнее всего никогда не будут полностью эквивалентны средообразующим функциям природы. Тем не менее, эти управляемые равновесия можно лишь тогда назвать нормальными, когда они будут адекватны скорости приспособления человека к изменяющейся окружающей среде. При несоответствии темпов изменения среды и приспособления человека к этим изменениям человечество обречено на вымирание. В рамках концепции устойчивого развития возможны три пути обеспечения экологической безопасности на Земле. Во-первых – это сохранение расширенного производства естественных экосистем, прежде всего растительных сообществ, средообразующая функция которых является гарантией нормальных динамических равновесий в среде обитания человека. Во-вторых – это управление природно-хозяйственными системами, средообразующая функция которых эквивалентна функциям естественных экосистем, место которых они заняли. В-третьих – это внедрение экологически чистых технологий, устраняющих последствия хозяйственной деятельности, неблагоприятные для жизни человека. На конференции в Рио-де-Жанейро так и не было достигнуто решение многих ключевых вопросов. Для того, чтобы предотвратить экологическую катастрофу, неизбежную если не стремиться к реализации концепции устойчивого развития, необходимо эффективное международное сотрудничество всех без исключения стран и народов мира. Поэтому в рамках ООН нужна более действенная координация в масштабе планеты, отдельных стран и регионов по решению таких насущных проблем, как предотвращение войн, откуда бы агрессия ни исходила, борьба с опустошением, голодом, эпидемиями, детской смертностью и другие. Необходимо разрабатывать и внедрять научно обоснованные международные нормативы, новые экологически чистые технологии, программы с целью глубокого аргументированного предупреждения о приближении к порогу необратимых изменений. Должна быть создана общемировая экологическая система, с развёрнутой сетью наземных станций для сбора аварийной информации, измерения и оценки сейсмического состояния Земли, химических параметров атмосферы, воды и почв, и космическая служба, для орбитального патрулирования планеты, экологического контроля и экспертизы. С экологическими проблемами не справиться без более эффективной международной обучающей системы, предметом изучения которой являлся бы мир, в котором мы живём. Мир, как отдельного человека, семьи, коллектива, в котором мы работаем, так и мир всей планеты (земля, воздух, вода, биосфера с её неисчерпаемым разнообразием компонентов). Система исследований и обучения должна осуществлять функции образования, воспитания, подготовки и переподготовки экологических кадров всех возможных уровней. Надвигающаяся экологическая катастрофа должна быть предотвращена – и это общая задача народов планеты Земля. Общими всеевропейскими и всемировыми усилиями мы должны реанимировать города и селения, попавшие в чёрный экологический список. Как альтернатива службе в вооружённых войсках, должна возникнуть экологическая трудовая армия. Только новое экологическое осознание природы может спасти человечество от вымирания, реставрировать синее небо, зелёные луга и леса, вернуть забытую свежесть нашим городам.

2002 г. Йоханнесбург (ЮАР). Целью саммита является анализ выполнения "Повестки дня на XXI век", которая была принята на Конференции ООН по окружающей среде и развитию в Рио-де-Жанейро в 1992 году, а также принятие перспективной программы действий на международном, региональном и национальном уровнях по устойчивому развитию. В ходе саммита обсуждены пути решения таких глобальных проблем как борьба с нищетой, здравоохранение, производство и сбережение энергии, охрана запасов пресной воды, сохранение биологического разнообразия, а также связанные с этим социально-экономические задачи. Белорусскую делегацию на этом мероприятии возглавил заместитель премьер-министра, председатель Национальной комиссии по устойчивому развитию Владимир Дражин. Республика Беларусь также приняла участие в мероприятии "Фокус 2002 года - устойчивое развитие", которое состоялось в рамках саммита. Целью мероприятия является оформление участия государств в международных договорах в сфере устойчивого развития. В рамках названного мероприятия Беларусь присоединилась к Картахенскому протоколу по биобезопасности, к Конвенции ООН о биологическом разнообразии.

Участники встречи призывают не называть эту конференцию Саммитом Земли. Они напоминают, что задача ее участников - не только бороться за охрану окружающей среды, но и искать способы сокращения разрыва между богатыми и бедными странами.

Конференция, на которую съехались 40 тысяч делегатов из 100 государств, служит продолжением саммита Земли в Рио-де-Жанейро в 1992 году. Тогда были установлены многие природоохранные обязательства - от ограничения выброса газов, способствующих глобальному потеплению до предотвращения разрастания пустынь. Пока что большинство из этих обязательств остаются невыполненными. Участники поделены на три основных лагеря - американцы, представители ЕС и группа руководителей 77 развивающихся стран. Одним из основных препятствий стал вопрос о помощи бедным государствам планеты. Развивающиеся страны обвиняют ЕС и США в том, что установленные еще в конце 60-х годов параметры отчислений на помощь третьему миру - 0,7% от ВВП - не соблюдаются. Также крайне туманными остаются обещания предоставить бедным странам более широкий и не стесненный ограничительными тарифами выход на рынки богатых государств. На саммите в Йоханнесбурге была вновь подтверждена приверженность «Повестке дня на ХХI век», принципам Рио и другим документам, явившимся результатом работы Конференции. Однако согласно докладу генерального секретаря ООН Кофи Аннана, посвященному анализу выполнения ранее принятых решений, прогресс за прошедшее десятилетие был крайне незначительным. Глобализация не принесла пользы большей части человечества. Продолжающийся разрыв между развитыми и развивающимися странами указывает на сохраняющуюся необходимость создания более благоприятных условий, обеспечивающих международное сотрудничество, особенно в области финансов, задолженности и торговли, в полноценном участии развивающихся стран в процессе принятия решений на глобальном уровне. Решения, принятые по охране окружающей среды, в целом оказались не выполненными. Несмотря на экономический рост, помощь развивающимся странам сократилась. Однако правительства развитых стран продолжали субсидирование национальных производителей. Причем бюджетные затраты возросли с 650 млрд. долларов до 1,5 трлн. млрд. долларов США в год. Этой суммы, как полагают, вполне было бы достаточно для полного выполнения «Повестки дня на ХХI век». Всемирный саммит ООН по устойчивому развитию завершился принятием политической декларации, а так же плана реализации решений саммита. Государства мира призывают обеспечить к 2015г. 2 млрд. человек (в основном неимущих) чистой питьевой водой, а так же улучшить санитарно-гигиенические условия жизни для большинства населения планеты. В 2003-2015гг. предстоит сократить в глобальном масштабе на 1/2 численность бедных и повысить долю среднего класса в населении. Особую позицию США представил госсекретарь К.Пауэлл, который сообщил, выступая 4 сентября на пленарном заседании, что США подготовили свой план поддержки слабо развитых стран и сохранения окружающей среды, который «поможет построить лучшую жизнь, положить конец отчаянию и дать надежду». Премьер-министр Великобритании Т.Блэр заявил, что его правительство решило увеличить в два раза помощь странам Африки, а также на 50% финансирование программ содействия развитию. Президент Франции Ж.Ширак заявил, что с целью увеличения помощи слаборазвитым странам Франция будет выделять в 2003-2012гг. средства в размере 0,7% ВВП ежегодно. На саммите отмечалось, что в последнее десятилетие США отчисляли бедным странам средства в размере 0,1%ВВП. Глава делегации Германии Г.Шредер пообещал, что ФРГ выделит 500млн.евро на развитие альтернативной энергетики, в том числе слаборазвитым странам. Он отметил, что позитивным результатом саммита является включение в «План» раздела, посвященного модернизации систем водоснабжения и канализации в развивающихся странах. Главы государств, премьер-министры и члены правительств приняли в Йоханнесбурге итоговые документы саммита. Основным является "План борьбы с бедностью и сохранения окружающей среды". Оговорено, что положения данного документа могут применяться, если не будут создаваться барьеры для развития мировой торговли. Делегации обсудили также вопросы энергетики в связи с расширением использования альтернативных источников энергии и постепенным отказом от сжигания ископаемых видов топлива. Страны Евросоюза настаивали на включении в "План" перечня задач по увеличению использования возобновляемых источников энергии. США, Япония и страны ОПЕК отказывались обсуждать конкретные планы увеличения доли возобновляемых источников в мировой энергетике, а также от содействия в этой области слаборазвитым странам.

Количественное определение парникового эффекта. Количественно величина парникового эффекта определяется как разница между средней приповерхностной температурой атмосферы планеты и её эффективной температурой. Парниковый эффект существенен для планет с плотными атмосферами, содержащими газы, поглощающие излучение в инфракрасной области спектра, и пропорционален плотности атмосферы. Следствием парникового эффекта является также сглаживание температурных контрастов как между полярными и экваториальными зонами планеты, так и между дневными и ночными температурами. Парниковый эффект атмосфер обусловлен их различной прозрачностью в видимом и дальнем инфракрасном диапазонах. Нагретая поверхность планеты и атмосфера излучают в дальнем инфракрасном диапазоне: так, в случае Земли 75 % теплового излучения приходится на диапазон 7,8—28 мкм. Атмосфера, содержащая газы, поглощающие в этой области спектра (т. н. парниковые газы — H2O, CO2, CH4 и пр.), существенно непрозрачна для такого излучения, направленного от её поверхности в космическое пространство, то есть имеет в ИК-диапазоне большую оптическую толщину. Вследствие такой непрозрачности атмосфера становится хорошим теплоизолятором, что, в свою очередь, приводит к тому, что переизлучение поглощённой солнечной энергии в космическое пространство происходит в верхних холодных слоях атмосферы. В результате эффективная температура Земли как излучателя оказывается более низкой, чем температура её поверхности. Идея о механизме парникового эффекта была впервые изложена в 1827 году Жозефом Фурье в статье «Записка о температурах земного шара и других планет», в которой он рассматривал различные механизмы формирования климата Земли, при этом он рассматривал как факторы, влияющие на общий тепловой баланс Земли (нагрев солнечным излучением, охлаждение за счёт лучеиспускания, внутреннее тепло Земли), так и факторы, влияющие на теплоперенос и температуры климатических поясов (теплопроводность, атмосферная и океаническая циркуляция). При рассмотрении влияния атмосферы на радиационный баланс Фурье проанализировал опыт М. де Соссюра с зачернённым изнутри сосудом, накрытым стеклом. Де Соссюр измерял разность температур внутри и снаружи такого сосуда, выставленного на прямой солнечный свет. Фурье объяснил повышение температуры внутри такого «мини-парника» по сравнению с внешней температурой действием двух факторов: блокированием конвективного теплопереноса (стекло предотвращает отток нагретого воздуха изнутри и приток прохладного снаружи) и различной прозрачностью стекла в видимом и инфракрасном диапазоне. Именно последний фактор и получил в позднейшей литературе название парникового эффекта — поглощая видимый свет, поверхность нагревается и испускает тепловые (инфракрасные) лучи; поскольку стекло прозрачно для видимого света и почти непрозрачно для теплового излучения, то накопление тепла ведёт к такому росту температуры, при котором количество проходящих через стекло тепловых лучей достаточно для установления теплового равновесия. Влияние парникового эффекта на климат Земли. Исходя из того, что «естественный» парниковый эффект — это устоявшийся, сбалансированный процесс, увеличение концентрации «парниковых» газов в атмосфере должно привести к усилению парникового эффекта, который в свою очередь приведет к глобальному потеплению климата. Количество CO2 в атмосфере неуклонно растет вот уже более века из-за того, что в качестве источника энергии стали широко применяться различные виды ископаемого топлива (уголь и нефть). Кроме того, как результат человеческой деятельности в атмосферу попадают и другие парниковые газы, например, метан, закись азота и целый ряд хлоросодержащих веществ. Несмотря на то, что они производятся в меньших объёмах, некоторые из этих газов куда более опасны с точки зрения глобального потепления, чем углекислый газ. Деятельность человека приводит к повышению концентрации парниковых газов в атмосфере. Увеличение концентрации парниковых газов приведет к разогреву нижних слоев атмосферы и поверхности земли. Любое изменение в способности Земли отражать и поглощать тепло, в том числе вызванное увеличением содержания в атмосфере тепличных газов и аэрозолей, приведет к изменению температуры атмосферы и мировых океанов и нарушит устойчивые типы циркуляции и погоды. Тем не менее, ведутся ожесточенные споры вокруг того, какое конкретно количество этих газов вызовет потепление климата и в какой степени, а также как скоро это произойдет. Даже когда изменение климата действительно происходит, в этом трудно быть стопроцентно уверенным. Мировые средние температуры могут сильно колебаться в пределах нескольких лет и десятилетий — причем по естественным причинам. Проблема в том, что считать средней температурой, и на основании каких критериев судить, действительно ли она изменилась в ту или другую сторону. В конце восьмидесятых — начале девяностых годов XX века несколько лет подряд среднегодовая глобальная температура была выше обычной. Это вызвало опасения в том, что вызванное человеческой деятельностью глобальное потепление уже началось. Среди ученых существует консенсус, что за последние сто лет среднегодовая глобальная температура поднялась на 0,3 — 0,6 градусов Цельсия. Однако среди них нет согласия в том, что именно вызвало это явление. Трудно с уверенностью сказать, происходит глобальное потепление или нет, так как наблюдаемый рост температуры все ещё находится в пределах естественных температурных колебаний. Неопределенность в вопросе глобального потепления порождает скепсис по поводу грозящей опасности. Проблема заключается в том, что когда гипотеза об антропогенных факторах глобального потепления подтвердится, уже поздно будет что-либо предпринимать.

СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ И ОБОРОТНОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ. Наличие оборотной системы водного хозяйства является одним из важнейших показателей технического уровня промышленных предприятий. Внедрение систем оборотного водоснабжения позволяет резко снизить количество сбрасываемых сточных вод и уменьшить потребности в свежей воде, что дает большой экономический и экологический эффект. Оборотные системы широко используются в системах водяного охлаждения, как на предприятиях теплоэнергетического комплекса, так и на многих других производствах. К оборотным системам можно также отнести закрытые системы теплоснабжения. Что касается предприятий, использующих воду как технологическое сырье, то подавляющее большинство из них применяет морально устаревшие схемы водного хозяйства, когда для водоснабжения берется свежая вода, а все образующиеся сточные воды (отработанные технологические растворы, продувочные воды, воды от мойки оборудования и помещений и т.д.) единым потоком проходят очистные сооружения и сбрасываются в водоемы. Создание оборотных систем водного хозяйства промышленных предприятий базируется на следующих принципах:

1. Водоснабжение и канализация должны рассматриваться в совокупности, когда на предприятии создается единая система, включающая водоснабжение, водоотведение и очистку сточных вод как подготовку для повторного использования.

2. Для водоснабжения основными должны являться очищенные производственные воды, а также поверхностный сток. Свежая вода из водоисточников должна использоваться только для особых целей и для восполнения потерь.

3. Очистка должна сводиться к регенерации отработанных технологических растворов и воды с целью их повторного использования в производстве. При этом основным звеном оборотных схем водного хозяйства являются локальные системы, что позволяет двигаться к цели поэтапно, затрачивая минимум средств.

4. Разработке оборотной системы должны предшествовать мероприятия по минимизации расхода воды.

С оборотными системами обычно связаны четыре проблемы:

• Коррозия.

• Отложения и накипеобразование.

• Загрязнение оборотной воды пылью, продуктами коррозии, солями.

• Микробиологическое загрязнение оборотной воды.

Таким образом, водоподготовка для систем охлаждения и оборотного водоснабжения заключается в удалении из оборотной воды накапливающихся загрязнений обычными физико-химическими методами или продувкой, а также в дозировании в воду биоцидов, корректоров рН, ингибиторов коррозии и накипеобразования.

Озоновый слой Земли постепенно восстанавливается, считают ученые. "Команда ученых под руководством Иун-Су Янга из Технол института штата Джорджия (США) проанализировала независимые наблюдения, сделанные на разных высотах в земной атмосфере за последние 25 лет. Имеются серьезные доказательства восстановления озонового слоя", - сообщили в пресс-службе американской национальной аэокосмической администрации (НАСА). Ученые выяснили, что разрушение озонового слоя планеты за пределами полярных регионов, которое началось в 1979 году, не происходит с 1997 года. "Примерно половина изменений в озоновом слое произошла в стратосфере на высоте более 17,7 километров, а остальные изменения - в нижней стратосфере на высоте от 10 до 17 километров", - сообщает пресс-служба. Для измерения уровня озона на различных высотах ученые использовали информацию метеорологических зондов, независимых наземных станций, пяти спутников НАСА и метеослужбы США. Полученные данные сравнивали с компьютерной моделью восстановления озонового слоя. При расчетах учитывали различные факторы, которые могут отразиться на озоновом слое, например, солнечную активность или смену времен года. Впервые ученые обратили внимание общественности на проблему озоновых дыр в 1980 году. Семь лет спустя для сохранения озонового слоя был принят Монреальский протокол. "Исследование показало, что Монреальский протокол и поправки к нему преуспели в остановке разрушения озонового слоя. Судя по сегодняшним темпам восстановления, глобальный озоновый слой, по самым оптимистичным прогнозам, может восстановиться до уровня 1980 года в середине этого века", - цитирует профессора Янга пресс-служба НАСА.

Проблема озонового слоя. Глобальная изменчивость или глобальные изменения в последние годы превратились в основную проблему иссле­дований в области окружающей среды главным образом благодаря тому огромному влиянию, которое она по всей вероятности будет ока­зывать на мировое сообщество. В 1985 г. специалисты по исследованию атмосферы из Британской Антарктической Службы сообщили о совер­шенно неожиданном факте: весеннее содержание озона в атмосфере над станцией Халли-Бей в Антарктиде уменьшилось за период с 1977 по 1984 г. на 40%. Вскоре этот вывод подтвердили другие исследователи, показавшие также, что область пониженного содержания озона простира­ется за пределы Антарктиды и по высоте охватывает слой от 12 до 24 км, т.е. значительную часть нижней стратосферы. Наиболее подробным исследованием озонного слоя над Антарктидой был международный Самолетный Антарктический Озоновый Эксперимент. В его ходе уче­ные из 4 стран несколько раз поднимались в область пониженного содержания озона и собрали детальные сведения о ее размерах и проходящих в ней химических процессах. Фактически это означало, что в полярной атмосфере имеется озоновая "дыра". (Озоновая дыра - разрыв озоно­сферы диаметром св. 1000 км, возникший над Антарктидой и пере­мещающийся в населенные районы Австралии. Озоновая дыра воз­никла предположительно в результате антропогенных воздействий, в т. ч. широкого использования в промышленности и быту хлорсодержащих хладонов (фреонов), разру­шающих озоновый слой. Озоновая дыра представляет опасность для жи­вых организмов, поскольку озоновый слой защищает поверхность Земли от чрезмерных доз ультрафиолетового излучения Солнца. В среднем по Земле с 1979 по 1990 г. содержание озона упало на 5%.

Биотехнологии.

Одним из показателей роста биотехно­логии может служить сопоставление количества патентов в различных отраслях биоиндустрии за прошедшие 20 лет и за период с 1999 по 2001 год, которое наглядно демонстрирует, что за последние 2-3 года зарегистрировано от 15 до 30% числа патентов за 20-летний срок. Оше­ломляющие показатели числа патентов демонстрируют энзимы (фер­менты) – 66349 и 12591, трансгенные растения –3436 и 1222, трансгенные животные 2236 и 825, биотехнология и нефть –1181 и 187, интерлейкины –1445 и 232 и т.д. Внимание исследовательских организаций и фирм при­влекает биотехнология на базе клеточной инженерии – возможность ис­пользования рекомбинантных и гибридных культур клеток млекопитаю­щих (человека и животных) в качестве продуцентов белковых продуктов, используемых в медицинских целях. Разработками по получению фер­ментов, иммуномодуляторов, пептидных гормонов и вирусных вакцин из культур клеток млекопитающих в настоящее время занимаются около 900 фирм и около 300 научно–исследовательских организаций, в том числе более 450 фирм в США и около 90 фирм в Японии. Экспертные оценки прогноза развития биотехнологии на ближайшие 5–10 лет позволяют сде­лать следующие выводы по осуществлению инвестиционной политики в биотехнологии в настоящее время. Особенно актуальна на данном этапе организация производств только высокорентабельной продукции, на ко­торую сложился устойчивый платежеспособный спрос. С их учетом при­оритетными проектами для инвестирования являются производство:

– ферментных амилолитических препаратов для спиртной и пивоварен­ной отраслей пищевой промышленности, производство протеолитических ферментов, используемых при производстве синтетических моющих средств «Bio» и других целей;

– комплексной переработки биомассы микроорганизмов для получения препаратов белковой и нуклеотидной природы для медицины, пищевой промышленности и др.

– ферментных препаратов для переработки отходов пищевой промыш­ленности, производств мяса, молока, спирта и др.

– медицинских и ветеринарных препаратов, в том числе для диагностиро­вания и лечения ряда тяжелых и инфекционных заболеваний;

– препаратов–пробиотиков типа бифидумбактерина и лактобактерина;

– кормовых добавок для животноводства, биологических средств защиты растений;

– бактериальных удобрений, вермикультуры.

– препаратов для очистки и биоремедиации загрязненных почв, воды, для организаций нефтедобывающего и нефтеперерабаты-вающего секторов.

Биотехнология в пищевой промышленности должна быть сориентирована на создание новых видов пищи и пищевых добавок, а так же на улучше­ние качества традиционных продуктов питания. Решить такую актуаль­ную задачу, как потребность в экологически чистых продуктах питания, позволяют возможности биотехнологии.

Биологические препараты в от­личие от химических обладают более ярко выраженной избирательно­стью действия и признаны безвредными для человека, животных, птиц, рыб. Они быстро разлагаются в почве и воде под действием солнечных лучей и не вызывают эффекта привыкания к ним насекомых. По прогно­зам некоторых учёных, при данных темпах роста населения в отдалён­ной, но вполне просматриваемой перспективе, человечество может столк­нуться с серьёзной проблемой нехватки пищевых ресурсов. То есть может сложиться такая ситуация, когда даже многократное увеличение поголо­вья скота и сельскохозяйственных площадей будет не в состоянии обес­печить всех потребностей человечества в пище. Таким образом, проблему нехватки пищевых ресурсов станет невозможно решить лишь количест­венными методами. Биотехнологи, руководствуясь последними достиже­ниями в области генной инженерии, предлагают качественное решение данной проблемы. Помимо решения продовольственной проблемы перед пищевой промышленностью стоит ряд других, не менее важных задач, решение которых возможно с помощью биотехнологий уже применяемых и внедряемых в пищевой промышленности. Одной из таких задач является проблема контроля качества на разных стадиях производства, начиная от сырья и заканчивая готовой продукцией. В задачи служб контроля каче­ства входит определение наличия примесей микробиологического (пато­генная микрофлора) и химического (токсичные и вредные вещества) ха­рактера. Одним из главных требований к используемым для решения этих задач тест-системам являются их точность, простота в использовании и высокая скорость определения. Не менее важную проблему упаковки про­дуктов питания можно разделить на две составляющих:

1. Создание упаковочных технологий и материалов, позволяющих долго хранить продукты без использования консервантов, сохранять все компо­ненты и полезные свойства продуктов питания.

2. Создание упаковочных материалов на основе природных биополиме­ров для облегчения последующей утилизации и разработка новых техно­логий утилизации упаковочных материалов для утилизации уже сущест­вующих отходов (например, получение штаммов микроорганизмов, спо­собных утилизировать полиэтилен или полипропилен). Использование пищевых добавок являются многоцелевой областью пищевой промыш­ленности. Их применяют для сохранения продуктов (консерванты и за­густители), улучшения их внешнего вида (пищевые красители и аромати­заторы) и вкусовых качеств (подсластители и т.д.), а также для придания продуктам дополнительно полезных свойств (например, молочные про­дукты с бифидобактериями или продукты с повышенным содержанием йода и других, необходимых для нормальной жизнедеятельности чело­века, микроэлементов). Кроме того, существуют специальные пищевые добавки для людей, страдающих заболеваниями, связанными с наруше­нием метаболизма (например, выпускаются специальные продукты с за­менителями сахара для больных диабетом). Использование различных пищевых добавок в производстве продуктов питания кроме очевидного блага, таит в себе ряд опасностей. Некоторые из разрешенных в настоя­щее время пищевых добавок наносят вред организму, вызывая различные нарушения и аллергические реакции. Биоиндустрию нельзя рассматривать как единую отрасль – её процессы и продукты рассредоточены в химиче­ских, фармацевтических, пищевых, энергетических и других производст­вах, и рынок продуктов биотехнологии весьма обширен. Потребность в биотехнологии на данном этапе определена требованием рынка в сущест­венном улучшении и изменении набора качеств продукции, улучшении качества жизни и окружающей среды.

Приро́дные ресу́рсы — естественные ресурсы, — тела и силы природы, которые на данном уровне развития производительных сил и изученности могут быть использованы для удовлетворения потребностей человече­ского общества.

Классификация по происхождению:

Ресурсы природных компонентов (минеральные, климатические, водные, растительные, земельные, почвенные, животного мира)

Ресурсы природно-территориальных комплексов (горно-промышленные, водохозяйственные, селитебные, лесохозяйственные)

по видам хозяйственного использования

Ресурсы промышленного производства

Энергетические ресурсы (Горючие полезные ископаемые, гидроэнергоре­сурсы, биотопливо, ядерное сырье) Неэнергетические ресурсы (минераль­ные, водные, земельные, лесные, рыбные ресурсы)Ресурсы сельскохозяй­ственного производства (агроклиматические, земельно-почвенные, расти­тельные ресурсы — кормовая база, воды орошения, водопоя и содержа­ния)

по виду исчерпаемости: Исчерпаемые, Невозобновляемые (минеральные, земельные ресурсы)

Возобновляемые (ресурсы растительного и животного мира)

Неполностью возобновляемые — скорость восстановления ниже уровня хоз.потребления (пахотно пригодные почвы, спеловозрастные леса, ре­гиональные водные ресурсы)

Неисчерпаемые ресурсы (водные, климатические)

Биосфера - оболочка Земли, состав, структура и энергетика которой в су­щественных чертах обусловлены прошлой или современной деятельно­стью живых организмов. Б. охватывает часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы, которые взаимосвязаны сложными биогеохи­мическими циклами миграции веществ и энергии (по В. И. Вернадскому, — биогенная миграция атомов); начальный момент этих циклов заключён в трансформации солнечной энергии растениями и синтезе биогенных веществ на Земле. Термин "Б." ввёл в 1875 австрийский геолог Э. Зюсс. Общее учение о Б. создано в 20—30-х гг. 20 в. В. И. Вернадским развившим идеи В. В. Докучаева о комплексном ес­тественно-историческом анализе взаимодействующих в природе разнока­чественных объектов и явлений (факторов почвообразования) и выявле­нии самостоятельных природных объектов гетерогенной структуры и со­става (почвы, природные зоны). В основе учения Вернадского лежат представления: 1) о планетарной геохимической роли живого вещества (совокупность всех живых организмов, существовавших или существую­щих в определённый отрезок времени, рассматриваемых как мощный геологический, фактор; в отличие от живых существ, изучаемых в биоло­гии на всех уровнях их организации, начиная от молекулярного, живое вещество, в понимании Вернадского, как биогеохимический фактор, ко­личественно выражается в элементарном химическом составе, массе и энергии) и 2) об организованности Б., являющейся продуктом сложного превращения вещественно-энергетического и информационного потоков живым веществом за время геологической истории Земли. Б. включает не только область жизни (биогеосферу, фитогеосферу, геомериду, вита­сферу), но и другие структуры Земли, генетически связанные с живым веществом. По Вернадскому, вещество Б. состоит из семи разнообразных, но геологически взаимосвязанных частей: живое вещество; биогенное вещество; косное вещество; биокосное вещество; радиоактивное веще­ство; рассеянные атомы; вещество космического происхождения. В пре­делах Б. везде встречается либо живое вещество, либо следы его биогео­химической деятельности. Газы атмосферы (кислород, азот, углекислота), природные воды, равно как и каустобиолиты (нефти, угли), известняки, глины и их метаморфические производные (сланцы, мраморы, граниты и др.) в своей основе созданы живым веществом планеты. Слои земной коры, лишённые в настоящее время живого вещества, но переработанные им в геологическом прошлом, Вернадский относил к области "былых биосфер". Б. мозаична по структуре и составу, отражая геохимическую и геофизическую неоднородность лика Земли (океаны, озёра, горы, ущелья, равнины и т.д.) и неравномерность в распределении живого вещества по планете как в прошлые эпохи, так и в наше время. Максимальное содер­жание живого вещества гидросферы приурочено к мелководьям, мини­мальное — к глубинным акваториям (абиссаль); на суше эта неравномер­ность проявляется в мозаике биогеоценотического покрова (леса, болота, степи, пустыни и др.) с минимумом плотности живого вещества в высо­когорьях, пустынях и полярных областях. Элементарная структура актив­ной части современной Б. — Биогеоценоз. Живое вещество выполняет следующие биогеохимические функции: газовые (миграция газов и их превращения); концентрационные (аккумуляция живыми организмами химических элементов из внешней среды); окислительно-восстанови­тельные (химические превращения веществ, содержащих атомы с пере­менной валентностью, — соединений железа, марганца, микроэлементов и т.д.); биохимические и биогеохимические функции, связанные с дея­тельностью человека (техногенез, форма созидания и превращения веще­ства в Б., стимулирующая переход Б. в новое состояние — ноосферу. Со­вокупность этих функций определяет все химические превращения в Б. Эволюция Б. диалектически связана с эволюцией форм живого вещества (организмы и их сообщества), усложнением его биохимических функций, совершающихся на фоне геологической истории Земли. В учении о Б. выделяют следующие основные аспекты: энергетический, освещающий связь биосферно-планетарных явлений с космическими излучениями (в основном солнечными) и радиоактивными процессами в земных недрах; биогеохимический, отражающий роль живого вещества в распределении и поведении атомов (точнее их изотопов) в Б. и её структурах; информа­ционный, изучающий принципы организации и управления, осуществ­ляемые в живой природе в связи с исследованием влияния живого веще­ства на структуру и состав Б.; пространственно-временной, освещающий формирование и эволюцию различных структур Б. в геологическом вре­мени в связи с особенностями пространственно-временной организован­ности живого вещества в Б; ноосферный, изучающий глобальные эф­фекты воздействия человечества на структуру и химию Б.: разработка по­лезных ископаемых, получение новых, отсутствовавших до того в Б. ве­ществ (например, чистые алюминий, железо и другие металлы), преобра­зование биогеоценотических структур Б. (сведение лесов, осушение бо­лот, распашка целинных земель, создание водохранилищ, загрязнение вод, почв и атмосферы продуктами хозяйственной деятельности, внесе­ние удобрений, эрозия почв, лесонасаждение, строительство городов, плотин, промысловое хозяйство и т.д.). Выход человека в космос, за пре­делы Б., будет стимулировать разработку новых сторон учения о Б. Су­щественный момент учения о Б. — представления о взаимосвязях (пря­мых и обратных связях) и сопряжённой эволюции всех структур Б. Это представление положено в основу разработки многими национальными и международными организациями, научными центрами и лабораториями проблемы "биосфера и человечество". Решению этой проблемы служат мероприятия, в которых участвуют многие страны, например Междуна­родное гидрологическое десятилетие, Международная биологическая программа и т.д. Повышенный интерес к изучению Б. вызван тем, что ло­кальное воздействие человека на Б., характерное для всей предшество­вавшей истории, сменилось в 20 в. глобальным его влиянием на состав, структуру и ресурсы Б. На планете нет участка суши или моря, где бы не были обнаружены следы деятельности человека. Один из ярких примеров — глобальные выпадения радиоактивных осадков — продуктов ядерных взрывов. В атмосфере, океане и на суше повсеместно присутствуют (пусть в самых незначительных количествах) продукты сгорания нефти, угля, газов, отходы химической и другой индустрии, ядохимикаты и удобрения, сносимые с полей в процессе водной и ветровой эрозии. Ин­тенсивное и нерациональное использование ресурсов Б. — водных, газо­вых, биологических и др., усугубляемое гонкой вооружений, испыта­ниями ядерного оружия и т.д., развеяло миф о бесконечности и неисчер­паемости этих ресурсов. Многочисленные примеры разрушительной дея­тельности человека и, к сожалению, редкие примеры его созидательной деятельности (в т. ч. в плане охраны природы ) свидетельствуют об акту­альности разумного ведения земных дел разумным человечеством, что возможно только при переходе от стихийного капиталистического произ­водства к плановому хозяйству социалистического и коммунистического общества. Естественно-научной основой рационального подхода к про­блеме "биосфера и человечество" — одной из грандиознейших проблем нашего времени — служат учение о Б. и Биогеоценология — дисцип­лины, изучающие общие принципы и механизмы функционирования и эволюции сообществ живых организмов в определённых пространствен­ных и временных условиях. Современная структура Б. — продукт дли­тельной эволюции многих систем разной сложности, последовательно стремящихся к состоянию динамического равновесия. Практическое зна­чение учения о Б. огромно. Особенно заинтересованы в развитии этого учения здравоохранение, сельское и промысловое хозяйство и другие от­расли человеческой практики, чаще других сталкивающиеся с "ответ­ными ударами" со стороны Б., вызванными неразумным или неосторож­ным преобразованием природы человеком.

Экологи́ческая эксперти́за. Это установление соответствия документов или документации, обосновывающих намечаемую в связи с реализацией объ­екта экологической экспертизы хозяйственную и иную деятельность эко­логическим требованиям, установленным техническим регламентам и за­конодательству в области охраны окружающей среды в целях предотвра­щения негативного воздействия такой деятельности на окружающую среду. Различают 2 вида экологиче­ской экспертизы: государственная экологическая экспертиза и общест­венная экологическая экспертиза. Проведение первой обязательно для всех строительных объектов и проводится экспертной комиссией (экс­пертная комиссия), которая формируется федеральным органом исполни­тельной власти в области экологической экспертизы. Вторая организуется и проводится по инициативе граждан и общественных организаций (объ­единений), а также по инициативе органов местного самоуправления об­щественными организациями (объединениями).

Экологическая экспертиза основывается на следующих принципах: презумпции потенциальной экологической опасности любой намечаемой хозяйственной и иной деятельности; обязательности проведения государ­ственной экологической экспертизы до принятия решений реализации объекта экологической экспертизы; комплексности оценки воздействия на окружающую природную среду хозяйственной и иной деятельности и его последствий; обязательности учёта требований экологической безо­пасности при проведении экологической экспертизы; достоверности и полноты информации, представляемой на экологическую экспертизу; независимости экспертов экологической экспертизы при осуществлении ими своих полномочий в области экологической экспертизы; научной обоснованности, объективности и законности заключений экологической экспертизы; гласности, участия общественных организаций (объединений), учёта общественного мнения; ответственности участников экологической экспертизы и заинтересованных лиц за организацию, качество, проведение экологической экспертизы.

Срок проведения государственной экологической экспертизы составляет:

для простых объектов — до 30 дней;

объектов средней сложности — до 60 дней;

сложных объектов — 120 дней.

Срок проведения государственной экологической экспертизы может быть продлен, но не должен превышать шести месяцев для сложных объектов.

Техногенные аварии и катастрофы. В современном производстве с повышенными параметрами технологического процесса периодически создаются условия, приводящие к неожиданному нарушению работы или выходу из строя машин, агрегатов, коммуникаций сооружений или их систем. Такие явления принято называть авариями. Катастрофа — если авария создает угрозу жизни или здоровья людей или вызывает человеческие жертвы она носит название — катастрофа. Не всякая авария приводит к катастрофе, но причиной практически всех катастроф являются аварии. Наиболее опасные последствия аварий — пожары, взрывы обрушения и аварии на энергоносителях — энергоисточниках, на атомных электростанциях, на химических предприятиях, приводящих к разрушению средств производства. Большинство аварий происходит по вине человеческого фактора. Наиболее частыми последствиями аварий являются пожары и взрывы. На предприятиях нефтяной, химической и газовой промышленности аварии вызывают загазованность разлив нефтепродуктов, агрессивных жидкостей и сильнодействующих ядовитых веществ. Количество аварий на этих предприятиях ежегодно растет. За последние 30 лет количество аварий увеличилось в 2,5 раза. При этом, количество жертв увеличилось в 6 раз, а экономический ущерб в 11 раз. Такие предприятия наносят колоссальный ущерб окружающей среде. Хотя причиной техногенных аварий может стать стихийными бедствиями. Дефекты допущенные при проектировании, нарушение технического процесса. Основной причиной всех техногенных катастроф является:

Человеческий фактор.

Обученность человека.

Отношение человека к работе.

Трудовая дисциплина.

Любая авария или катастрофа не может произойти по какой-то одной причине все аварии — это результат действия нескольких причин и совокупности неблагоприятных факторов. Самый частый вариант, это когда ошибки допущенные при проектировании взаимодействуют с ошибками, допущенными при монтаже и усугубляются неправильной эксплуатацией.

Методы утилизации ТБО. Переработка твердых отходов производств по заводской технологии - наиболее оптимальный метод их использования. При всем разнообразии способов переработки общая схема процесса и применяемого при этом оборудования может быть представлена следующим образом. Первая стадия - это сортировка отходов, отделение посторонних включений, таких, как ветошь, остатки бумажной и деревянной тары, металлических предметов и т.д. Вторая стадия - измельчение - одна из наиболее ответственных в процессе. В результате одно- или двухстадийного измельчения материал приобретает размеры, достаточные для того, чтобы можно было осуществлять его дальнейшую переработку. На третьей стадии дробленый материал подвергают отмывке от загрязнений, а также еще раз отделяют от посторонних примесей. На четвертой и пятой стадиях высушенные дробленые отходы смешивают при необходимости со стабилизаторами, наполнителями и другими ингредиентами и гранулируют. Характер шестой стадии полностью обусловлен тем, какого рода отходы проходили предварительную обработку. Часто гранулят используют в качестве наполнителя при производстве строительных материалов или в дорожном строительстве; в ряде случаев такой гранулят можно смешивать с товарным продуктом или перерабатывать его в изделия. Наиболее распространенный способ термического обезвреживания твердых отходов - сжигание. Проблема утилизации ТБО Особое место занимает проблема утилизации твердых бытовых отходов (ТБО). Значимость этой проблеме придает то обстоятельство, что от эффективности этого процесса во многом зависит санитарное состояние практически всех населенных территорий, особенно городов. Для планирования переработки ТБО нужно знать их состав. Задача непростая, так как содержание компонентов различается по городам и характеризуется довольно интенсивной динамикой изменения состава во времени. В среднем в городах нашей страны основные составные части ТБО таковы (в % по массе): бумага - 30…40%, пищевые отходы - 30…40%, металлы -2…4%, дерево- 1,5…3,0%.

Методы обезвреживания (утилизации) твердых отходов. Для обезвреживания твердых отходов часто применяют метод капсулирования, заключающийся в обволакивании токсичного отхода инертной пленкой, например стеклообразной или полимерной. Используемый метод переплавки отходов заключается выжигании вредных компонентов, формировании новой структуры BMP и их потребительских свойств: размеров, цвета и т.п. Химические методы позволяют получать из отходов новые продукты: превращать твердые органические отходы гидрированием и гидролизом в жидкое и газообразное топливо. Наиболее распространенный метод фиксации отходов — цементирование — применяется для отходов, содержащих воду. Недостатком метода является увеличение объема отходов и возможная гидратация цемента при малых рН. Применяется для неорганических отходов, особенно тяжелых металлов, а также радиоактивных веществ. Для фиксации с использованием органических полимерных материалов готовится смесь отходов с соответствующими смолами или мономерами, затем вводится катализатор, который обеспечивает полимеризацию и создание объема фиксированного материала. Отходы обычно химически не связываются с полимером. Происходит микрообволакивание органической оболочкой. Для обработки отходов обычно используют формальдегидные, виниловые и полиэстеровые соединения. Такой монолит обладает сопротивлением на сжатие на уровне бетона. Недостаток метода — возможность появления ядовитых паров в процессе полимеризации. Альтернативой обычным методам термической переработки твердых отходов являются технологии, предусматривающие предварительное разложение органической составляющей отходов в бескислородной атмосфере (пиролиз), после чего образовавшаяся концентрированная парогазовая смесь (ПГС) направляется в камеру дожигания, где в режиме управляемого дожига газообразных продуктов происходит перевод токсичных веществ в менее или полностью безопасные.

Основные виды антропогенного воздействия на почвы следующие: эрозия (ветровая и водная); загрязнение; вторичное засоление и заболачивание; опустынивание; отчуждение земель для промышленного и коммунального строительства. Эрозия почв - разрушение и снос верхних наиболее плодородных горизонтов и подстилающих пород ветром (ветровая эрозия) или потоками воды (водная эрозия). Земли, подвергшиеся разрушению в процессе эрозии, называют эродированными. К эрозионным процессам относят также промышленную эрозию (разрушение сельскохозяйственных земель при строительстве и разработке карьеров), военную эрозию (воронки, траншеи), пастбищную эрозию (при интенсивной пастьбе скота), ирригационную (разрушение почв при прокладке каналов и нарушении норм поливов) и др. Однако настоящим бичом земледелия у нас в стране и в мире остаются водная эрозия (ей подвержены 31% суши) и ветровая эрозия (дефляция), активно действующая на 34% поверхности суши. В США эродировано, т. е. подвержено эрозии, 40% всех сельскохозяйственных земель, а в засушливых районах мира еще больше - 60% от общей площади, из них 20% сильно эродированы. Эрозия оказывает существенное негативное влияние на состояние почвенного покрова, а во многих случаях разрушает его полностью. Падает биологическая продуктивность растений, снижаются урожаи и качество зерновых культур, хлопка, чая и др. Ветровая эрозия (дефляция) почв. Под ветровой эрозией понимают выдувание, перенос и отложение мельчайших почвенных частиц ветром. Интенсивность ветровой эрозии зависит от скорости ветра, устойчивости почвы, наличия растительного покрова, особенностей рельефа и от других факторов. Огромное влияние на ее развитие оказывают антропогенные факторы. Например, уничтожение растительности, нерегулируемый выпас скота, неправильное применение агротехнических мер резко активизируют эрозионные процессы. Различают местную (повседневную) ветровую эрозию и пыльные бури. Первая проявляется в виде поземок и столбов пыли при небольших скоростях ветра. Пыльные бури возникают при очень сильных и продолжительных ветрах. Скорость ветра достигает 20-30 м/с и более. Наиболее часто пыльные бури наблюдаются в засушливых районах (сухие степи, полупустыни, пустыни). Пыльные бури безвозвратно уносят самый плодородный верхний слой почв; они способны развеять за несколько часов до 500 т почвы с 1 га пашни, негативно влияют на все компоненты окружающей природной среды, загрязняют атмосферный воздух, водоемы, отрицательно влияют на здоровье человека. В настоящее время крупнейший источник пыли - Арал. На космических снимках видны шлейфы пыли, которые тянутся в стороны от Арала на многие сотни километров. Общая масса переносимой ветром пыли в районе Арала достигает 90 млн. т в год. Другой крупный пылевой очаг в России - Черные земли Калмыкии. Загрязнение почв. Поверхностные слои почв легко загрязняются. Большие концентрации в почве различных химических соединений - токсикантов пагубно влияют на жизнедеятельность почвенных организмов. При этом теряется способность почвы к самоочищению от болезнетворных и других нежелательных микроорганизмов, что чревато тяжелыми последствиями для человека, растительного и животного мира. Например, в сильно загрязненных почвах возбудители тифа и паратифа могут сохраняться до полутора лет, тогда как в незагрязненных - лишь в течение двух-трех суток. Основные загрязнители почвы:

пестициды (ядохимикаты);

минеральные удобрения;

отходы и отбросы производства;

газодымовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу;

нефть и нефтепродукты.

В мире ежегодно производится более миллиона тонн пестицидов. Только в России используется более 100 индивидуальных пестицидов при общем годовом объеме их производства - 100 тыс. т. Наиболее загрязненными пестицидами районами являются Краснодарский край и Ростовская область (в среднем около 20 кг. на 1 га). В России на одного жителя в год приходится около 1 кг пестицидов, во многих других развитых промышленных странах мира эта величина существенно выше. Мировое производство пестицидов постоянно растет.

К интенсивному загрязнению почв приводят отходы и отбросы производства. В нашей стране ежегодно образуется свыше миллиарда тонн промышленных отходов, из них более 50 млн. т. особо токсичных. Огромные площади земель заняты свалками, золоотвалами и др., которые интенсивно загрязняют почвы, а их способность к самоочищению, как известно, ограничена.

Огромный вред для нормального функционирования почв представляют газодымовые выбросы промышленных предприятий. Почва обладает способностью накапливать весьма опасные для здоровья человека загрязняющие вещества, например тяжелые металлы.

Альтернативные источники энергии. Различные виды альтернативных источников находятся на разных стадиях освоения. Наибольшее применение получил такой вид энергии, как ветер. Суммарная мировая установленная мощность крупных ВЭУ и ВЭС, по разным оценкам, составляет от 10 до 20 ГВт. Удельные капиталовложения в ВЭУ ниже, чем при использовании большинства других видов. Растет не только суммарная мощность ветряных установок, но и их единичная мощность, превысившая 1 МВт. Во многих странах возникла новая отрасль - ветроэнергетическое машиностроение. По-видимому, и в ближайшей перспективе ветроэнергетика сохранит свои передовые позиции. Мировыми лидерами по применению энергии ветра являются США, Германия, Нидерланды, Дания, Индия. Второе место по объему применения занимает геотермальная энергетика. Суммарная мировая мощность ГеоТЭС составляет не менее 6 ГВт. Они вполне конкурентоспособны по сравнению с традиционными топливными электростанциями. Однако ГеоТЭС географически привязаны к месторождениям парогидротерм или к термоаномалиям, которые распространены отнюдь не повсеместно, что ограничивает область применения геотермальных установок. Наряду с ГеоТЭС, широкое распространение получили системы геотермального теплоснабжения. Далее следует солнечная энергия. Она используется в основном для производства низкопотенциального тепла для коммунально-бытового горячего водоснабжения и теплоснабжения. Преобладающим видом оборудования здесь являются так называемые плоские солнечные коллекторы. Их общемировое производство составляет не менее 2 млн м2 в год, а выработка низкопотенциального тепла за счет солнечной энергии достигает 5 106 Гкал. Все активнее идет преобразование солнечной энергии в электроэнергию. Здесь используются два метода - термодинамический и фотоэлектрический, причем последний лидирует с большим отрывом. Так, суммарная мировая мощность автономных фотоэлектрических установок достигла 500 МВт. Здесь следует упомянуть проект «Тысяча крыш», реализованный в Германии, где 2250 домов были оборудованы фотоэлектрическими установками. При этом роль резервного источника играет электросеть, из которой возмещается нехватка энергии. В случае же избытка энергии она, в свою очередь, передается в сеть. Любопытно, что при реализации этого проекта до 70% стоимости установок оплачивалось из федерального и земельного бюджетов. В США принята еще более масштабная программа «Миллион солнечных крыш», рассчитанная до 2010 г. Расходы федерального бюджета на ее реализацию составят 6,3 млрд долларов. Однако пока основное количество автономных фотоэлектрических установок поступает за счет международной финансовой поддержки в развивающиеся страны, где они наиболее необходимы. Значительное развитие получило направление, связанное с использованием низкопотенциального тепла окружающей среды (воды, грунта, воздуха) с помощью теплонасосных установок (ТНУ). В ТНУ при расходе единицы электрической энергии производится 3-4 эквивалентные единицы тепловой энергии, следовательно, их применение в несколько раз выгоднее, чем прямой электрический нагрев. Они успешно конкурируют и с топливными установками. Не менее интенсивно развивается использование энергии биомассы. Последняя может конвертироваться в технически удобные виды топлива или использоваться для получения энергии путем термохимической (сжигание, пиролиз, газификация) и (или) биологической конверсии. При этом используются древесные и другие растительные, а также органические отходы, в том числе городской мусор, отходы животноводства и птицеводства. При биологической конверсии конечными продуктами являются биогаз и высококачественные экологически чистые удобрения. Это направление имеет значение не только с точки зрения производства энергии. Пожалуй, еще большую ценность оно представляет с позиций экологии, так как решает проблему утилизации вредных отходов.В последние годы наблюдается возрождение интереса к созданию и использованию малых ГЭС. Они получают во многих странах все большее распространение на новой, более высокой технической основе, связанной, в частности, с полной автоматизацией их работы при дистанционном управлении. Гораздо меньше развито практическое применение приливной энергии. В мире существует только одна крупная приливная электростанция (ПЭС) мощностью 240 МВт (Ранс, Франция). Еще менее развито использование энергии морских волн. Этот способ использования НВИЭ находится на стадии начального экспериментирования.

12 Ядохимикаты - инсектициды против вредных насекомых в сельском хозяйстве и в быту, пестициды против различных вредителей сельскохозяйственных растений, гербициды против сорняков, фунгициды против грибковых заболеваний растений, дефолианты для сбрасывания листьев у хлопка, зооциды против грызунов, нематоциды против глистов, лимациды против слизней стали широко применяться с конца второй мировой войны.Все эти вещества ядовиты. Первыми появились инсектициды на основе хлорорганических соединений, главным представителем которых является ДДТ. Это очень устойчивые вещества, и поэтому они могут накапливаться в почве и сохраняться десятилетиями. По имеющимся оценкам, более половины всего произведенного ДДТ (в 1970-1982 годах в большинстве высокоразвитых стран было запрещено его применение) до сих пор циркулирует в природе. С учетом этих недостатков были разработаны довольно быстро разрушающиеся фосфорорганические и менее ядовитые для теплокровных животных карбаматные инсектициды. В состав фунгицидов входят соли меди, соединения серы и ртути, а гербицидов - соли меди, железа, органические соединения, содержащие хлор, фосфор, ртуть. Использование ядохимикатов, несомненно, сыграло существенную роль в повышении урожайности сельскохозяйственных культур. Иногда ядохимикаты спасают до 20 процентов урожая. Но вскоре обнаружились и весьма отрицательные последствия применения ядохимикатов. Оказалось, что их действие значительно шире, чем их назначение. Инсектициды, например, действуют не только на насекомых, но и на теплокровных животных и на человека. Убивая вредных насекомых, они убивают и множество полезных насекомых, в том числе тех, которые являются естественными врагами вредителей. Систематическое применение пестицидов стало приводить не к искоренению вредителей, а к возникновению новых рас вредителей, не восприимчивых к действию данного пестицида. Уничтожение конкурентов или врагов того или иного из вредителей привело к появлению на полях новых вредителей. Пришлось повышать дозы пестицидов в 2-3 раза, а иногда в десять и более раз. На это же толкало и несовершенство технологии применения пестицидов. По некоторым оценкам, из-за этого в нашей стране до 90 процентов пестицидов тратится впустую и лишь загрязняет окружающую среду, нанося ущерб здоровью людей. Нередки случаи, когда из-за халатности химизаторов пестициды рассыпаются буквально на головы работающих в поле людей. Некоторые растения (в частности, корнеплоды) и животные (например, обычные дождевые черви) накапливают в своих тканях пестициды в значительно больших концентрациях, чем почва. В результате пестициды попадают в пищевые цепи и достигают птиц, диких и домашних животных, человека. По оценкам 1983 года, в развивающихся странах от отравления пестицидами ежегодно заболевало 400 тысяч и умирало около 10 тысяч человек.

Пестициды (ядохимикаты) - химические препараты для защиты сельскохозяйственной продукции, растений, для уничтожения паразитов у животных, для борьбы с переносчиками опасных заболеваний и т.п. Пестициды в зависимости от объекта подразделяются на:

- Гербициды - для уничтожения сорной растительности;

- Инсектициды - против вредных насекомых;

- Зооциды - для борьбы с грызунами;

- Фунгициды - с возбудителями грибковых заболеваний;

- Дефолианты - для удаления листьев;

- Дефлоранты - для удаления цветков.

За последние десятилетия число различных типов пестицидов сильно возросло, только в США их количество достигло 900. По данным А.В. Яблокова (1988), в нашей стране в 1986г. было применено пестицидов в среднем около 2 кг на 1 га (примерно на 87% пашни) или около 1,4 кг на душу населения, а в США 1,6 кг на 1 га (на 61% пашни) или 1,5 кг на душу населения. Пестициды распространяются на большие пространства, весьма удаленные от мест их применения. Многие из них могут сохраняться в почвах достаточно долго (период полураспада ДДТ в воде оценивается в 10 лет, а для диэлдрина он превышает 20 лет). При использовании даже наименее летучих компонентов более 50% активных веществ в момент воздействия переходят прямо в атмосферу, а для таких пестицидов, как ДДТ и диэлдрин, характерна дистилляция с парами воды на земной поверхности. Эта часть пестицидов, не достигших растений, подхватывается ветром и осаждается в районах суши или океана, весьма удаленных от зон применения вещества. Они в конечном итоге попадают в различные экосистемы, включая океан, пресноводные водоемы, наземные биомы и др., в значительных количествах накапливаются в почвах и увеличивают свои концентрации при движении по трофическим цепям.

Пестициды являются единственным загрязнителем, который сознательно вносится человеком в окружающую среду. Пестициды поражают различные компоненты природных экосистем: уменьшают биологическую продуктивность фитоценозов, видовое разнообразие животного мира, снижают численность полезных насекомых и птиц, а в конечном итоге представляют опасность и для самого человека. Пестициды, содержащие хлор (ДДТ, гексахлоран, диоксин, дибензфуран и др.), отличаются не только высокой токсичностью, но и чрезвычайной биологической активностью и способностью накапливаться в различных звеньях пищевой цепи. Даже в ничтожных концентрациях пестициды подавляют иммунную систему организма, повышая таким образом его чувствительность к инфекционным заболеваниям. В более высоких концентрациях эти примеси оказывают мутагенное и канцерогенное действие на организм человека. Поэтому в некоторых странах (США, Франция, Германия) начинают уменьшать дозы применения пестицидов или полностью от них отказываться. В последние годы в СГА разработаны гербициды, не представляющие явной опасности для живых организмов или быстро разрушающиеся в окружающей среде. Широкое применение биологических методов защиты растений позволит уменьшить степень загрязнения среды пестицидами.

14 Минеральные удобрения.

С 1950 по 1985 год мировое производство зерна росло ежегодно почти на 2,7 процента и увеличилось с 700 до1800 миллионов тонн. Хотя какая-то часть этого прироста обязана распашке новых земель, основной вклад внесли применение новых сортов семян и увеличение применения удобрений - за эти 35 лет более чем в 9 раз и ядохимикатов - в 32 раза. Увеличилось не только абсолютное количество используемых удобрений, но и их количество на единицу площади пашни. Так, если в 1964 году на 1 гектар посевной площади вносилось в среднем 29,3 килограмма удобрений, то в 1984 году эта величина достигла 85,3 килограмма. За то же время размер посевной площади на душу населения сократился с 0,44 до 0,31 гектара. Ясно, что после снятия урожая почва нуждается в восстановлении плодородия. Но чрезмерное использование удобрений приносит вред. Оказалось, что при увеличении дозы удобрений урожайность сначала быстро растет, но затем прирост становится все меньше и наступает момент, когда дальнейшее увеличение дозы удобрений не дает никакого прироста урожайности, а в избыточной дозе минеральные вещества могут оказаться для растений токсичными. Этот так называемый закон предельной урожайности, как считает французский эколог Ф. Рамад, неизвестен большинству людей, занимающихся сельским хозяйством, а производители удобрений о нем умышленно умалчивают. Лишними оказываются питательные вещества не только сверх этой предельной дозы, но и значительная часть тех, которые вносятся сверх некоторой оптимальной дозы. Ведь тот факт, что прирост урожайности резко уменьшается, говорит о том, что растения не усваивают излишков питательных веществ. Приносит вред и несоблюдение правильного соотношения между азотными, фосфорными и калийными удобрениями. Например, оптимальная доза азотных удобрений не достигнет желаемого эффекта, и большое количество внесенного азота окажется лишним, если будет внесено фосфорных удобрений меньше, чем требуется. Избыток удобрений выщелачивается и смывается с полей талыми и дождевыми водами (и оказывается в водоемах суши и в море). Излишние азотные удобрения, а они по массе преобладают по сравнению с калийными и фосфорными, в почве распадаются, и газообразный азот выделяется в атмосферу, а органическое вещество гумуса, составляющего основу плодородия почвы, разлагается на углекислый газ и воду. Поскольку органическое вещество не возвращается в почву, гумус истощается и почвы деградируют. Особенно сильно страдают крупные зерновые хозяйства, не имеющие отходов животноводства (например, на бывшей целине Казахстана, Предуралья и Западной Сибири). Кроме нарушения структуры и обеднения почв, избыток нитратов и фосфатов приводит к серьезному ухудшению качества продуктов питания людей. Часть нитратов и фосфатов, особенно когда имеется их избыток, включается в ткани растений в виде свободных ионов нитратов и фосфатов. Некоторые растения (например, шпинат, салат) способны накапливать нитраты в больших количествах. Съев 250 граммов салата, выращенного на переудобренной грядке, можно получить дозу нитратов, эквивалентную 0,7 грамма аммиачной селитры. В кишечном тракте нитраты превращаются в ядовитые нитриты, которые в дальнейшем могут образовать нитрозамины - вещества, обладающие сильными канцерогенными свойствами. Кроме того, в крови нитриты окисляют гемоглобин и лишают его способности связывать кислород, необходимый для живой ткани. В результате возникает особый вид малокровия - метгемоглобинемия.

Описание существующих методов очистки воздуха от вредных газообразных примесей. В настоящее время разработано и опробовано в промышленности большое количество различных методов очистки газов от технических загрязнений: NOx, SO2, H2S, NH3, оксида углерода, различных органических и неорганических веществ. Опишем эти основные методы и укажем их преимущества и недостатки. Абсорбционный метод. Абсорбция представляет собой процесс растворения газообразного компонента в жидком растворителе. Абсорбционные системы разделяют на водные и неводные. Во втором случае применяют обычно малолетучие органические жидкости. Жидкость используют для абсорбции только один раз или же проводят ее регенерацию, выделяя загрязнитель в чистом виде. Схемы с однократным использованием поглотителя применяют в тех случаях, когда абсорбция приводит непосредственно к получению готового продукта или полупродукта. В качестве примеров можно назвать: получение минеральных кислот (абсорбция SO3 в производстве серной кислоты, абсорбция оксидов азота в производстве азотной кислоты); получение солей (абсорбция оксидов азота щелочными растворами с получением нитрит-нитратных щелоков, абсорбция водными растворами извести или известняка с получением сульфата кальция); других веществ (абсорбция NH3 водой для получения аммиачной воды и др.). В зависимости от способа создания поверхности соприкосновения фаз различают поверхностные, барботажные и распыливающие абсорбционные аппараты. Наибольшее распространение получили насадочные (поверхностные) и барботажные тарельчатые абсорберы. Для эффективного применения водных абсорбционных сред удаляемый компонент должен хорошо растворяться в абсорбционной среде и часто химически взаимодействовать с водой, как, например, при очистке газов от HCl, HF, NH3, NO2. Для абсорбции газов с меньшей растворимостью (SO2, Cl2, H2S) используют щелочные растворы на основе NaOH или Ca(OH)2. Добавки химических реагентов во многих случаях увеличивают эффективность абсорбции благодаря протеканию химических реакций в пленке. Для очистки газов от углеводородов этот метод на практике используют значительно реже, что обусловлено, прежде всего, высокой стоимостью абсорбентов. Общими недостатками абсорбционных методов является образование жидких стоков и громоздкость аппаратурного оформления. Адсорбционный метод. Адсорбционный метод являются одним из самых распространенных средств защиты воздушного бассейна от загрязнений. Основными промышленными адсорбентами являются активированные угли, сложные оксиды и импрегнированные сорбенты. Активированный уголь (АУ) нейтрален по отношению к полярным и неполярным молекулам адсорбируемых соединений. Он менее селективен, чем многие другие сорбенты, и является одним из немногих, пригодных для работы во влажных газовых потоках. Активированный уголь используют, в частности, для очистки газов от дурно пахнущих веществ, рекуперации растворителей и т.д. Оксидные адсорбенты (ОА) обладают более высокой селективностью по отношению к полярным молекулам в силу собственного неоднородного распределения электрического потенциала. Их недостатком является снижение эффективности в присутствии влаги. К классу ОА относят силикагели, синтетические цеолиты, оксид алюминия. В последние годы все более широкое применение получают волокнистые сорбционно-активные материалы. Мало отличаясь от гранулированных адсорбентов по своим емкостным характеристикам, они значительно превосходят их по ряду других показателей. Например, их отличает более высокая химическая и термическая стойкость, однородность пористой структуры, значительный объем микропор и более высокий коэффициент массопередачи (в 10-100 раз больше, чем у сорбционных материалов). Установки, в которых используются волокнистые материалы, занимают значительно меньшую площадь. Повысить технико-экономические показатели существующих процессов удается также путем оптимальной организации стадии десорбции, например, за счет программированного подъема температуры. Биохимические методы. Биохимические методы очистки основаны на способности микроорганизмов разрушать и преобразовывать различные соединения. Разложение веществ происходит под действием ферментов, вырабатываемых микроорганизмами в среде очищаемых газов. При частом изменении Плазмохимические методы.смеси с вредными примесями.

Плазмохимический метод основан на пропускании через высоковольтный разряд воздушной Плазмокаталитический методЭто довольно новый способ очистки, который использует два известных метода – плазмохимический и каталитический. Фотокаталитический метод.Сейчас широко изучается и развивается фотокаталитический метод окисления органических облучаются ультрафиолетом. Известны бытовые очистители воздуха японской фирмы «Daikin», соединений. В основном при этом используются катализаторы на основе TiO2, которые использующие этот метод.

Вода - одно из самых удивительных веществ на нашей планете Аварийное загрязнение водных объектов возникает при залповом сбросе вредных веществ в поверхностные водные объекты, который причиняет вред или создает угрозу причинения вреда здоровью населения, нормальному осуществлению хозяйственной и иной деятельности, состоянию окружающей природной среды, а также биологическому разнообразию. Чёрная металлургия. Объём сбрасываемых сточных вод составляет около 12 млрд. м3, сброс загрязнённых сточных вод достиг 850 млн. м3. Деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность. Главный источник образования сточных вод в отрасли – производство целлюлозы, базирующееся на сульфатном и сульфитном способах варки древесины и отбелки. Цветная металлургия. Объём сброса загрязнённых сточных вод превысил 537,6 млн. м3. Сточные воды загрязнены минеральными веществами, флетореагентами (цианизы, ксантогенаты), солями тяжёлых металлов (медь, свинец, цинк, никель, ртуть и другие), мышьяком, хлоридами и другими веществами. Нефтеперерабатывающая промышленность. В поверхностные водоёмы предприятиями отрасли было сброшено 543,9 млн. м3 сточных вод. Химическая и нефтехимическая промышленность. В природные водные объекты сброшено за год 2467,9 млн. м3 сточных вод, вместе с которыми в водоём попали нефтепродукты, взвешенные вещества, азот общий, азот аммонийный, нитраты, хлориды, сульфаты, фосфор общий, цианиды, роданиды, кадмий, кобальт, марганец, медь, никель, ртуть.

Машиностроение. Сброс сточных вод травильных и гальванических цехов предприятий этой отрасли, например, в 1993 году составил 2,03 млрд. м3, в том числе загрязнённых – 0,95 млрд. м3, Лёгкая промышленность. Основное загрязнение водоёмов происходит от текстильного производства и процесса дубления кож. Бытовые сточные воды – это вода из кухонь, туалетных комнат, душевых, бань, прачечных, столовых, больниц, бытовых помещений промышленных предприятий и др. В бытовых сточных водах органическое вещество составляет 58%, минеральные вещества – 42%.

Очистка бытовых сточных вод. Очистка сточных вод – это разрушение или удаление из них определённых веществ, а обеззараживание – удаление патогенных микроорганизмов. Канализация – комплекс инженерных сооружений и санитарных мероприятий, обеспечивающих сбор и удаление за пределы населённых мест и промышленных предприятий загрязнённых сточных вод, их очистку, обезвреживание и обеззараживание Очистка бытовых сточных вод может проводиться механическими и биологическими методами. При механической очистке сточные воды разделяют на жидкую и твёрдую субстанции: жидкая часть подвергается биологической очистке, которая может быть естественной и искусственной. Естественная биологическая очистка осуществляется на полях фильтрации и орошения, в биологических прудах, а искусственная – на специальном оборудовании (биофильтрах, аэротенках). Ил обрабатывают на иловых площадках или в метантенках. Наиболее перспективной с точки зрения охраны водных объектов от загрязнения поверхностным стоком из городов является полураздельная система канализации. С её помощью на очистку отводят все производственно-бытовые воды города и большую часть поверхностного стока, образующегося на его территории. Очистка промышленных сточных вод. Механическая очистка сточных вод обеспечивает удаление взвешенных грубо- и мелкодисперсных (твёрдых и жидких) примесей. Растворимые неорганические соединения удаляют из сточных вод реагенными методами – нейтрализацией кислотами и щелочами, переводом ионов в плохо растворимые формы, осаждение минеральных примесей с солями, окислением и восстановлением токсичных примесей до слаботоксичных. Нейтрализация вод может проводиться смешиванием кислотных и щелочных стоков. В ряде случаев при химической очистке можно извлекать ценные соединения, снижая потери производства. Часто после химической очистки сточные воды подвергают биологической очистке.

Повторное использование доочищенных стоков в 20-25 раз сокращает потребление свежей воды из источников.

Энергетика. Энергетика – основа развития всех отраслей промышленности, сельского хозяйства, транспорта, коммунально-бытового хозяйства. Это отрасль с очень высокими темпами развития и огромными масштабами производства. Соответственно, и доля участия энергетических предприятий в нагрузке на природную среду весьма значительна. Ежегодное потребление энергии в мире – более 10 млрд т условного топлива, и цифра эта непрерывно увеличивается2 . Для получения энергии используют либо топливо – нефть, газ, уголь, древесину, торф, сланцы, ядерные материалы, либо другие первичные источники энергии – воду, ветер, энергию Солнца и т.д. Практически все топливные ресурсы невозобновимы – и это первая ступень воздействия на природу энергетической отрасли – безвозвратное изъятие масс вещества.Каждый из источников при его использовании характеризуется специфическими параметрами загрязнения природных комплексов.Уголь – самое распространенное ископаемое топливо на нашей планете. При сжигании его в атмосферу поступают диоксид углерода, летучая зола, сернистый ангидрид, оксиды азота, фтористые соединения, а также газообразные продукты неполного сгорания топлива. Иногда в летучей золе содержатся чрезвычайно вредные примеси, такие как мышьяк, свободный диоксид кремния, свободный оксид кальция.Нефть. При сжигании жидкого топлива в воздух поступают кроме диоксида углерода сернистый и серный ангидриды, оксиды азота, соединения ванадия, натрия, газообразные и твердые продукты неполного сгорания. Жидкое топливо дает меньшее количество вредных веществ, чем твердое, но использование нефти в энергетике сокращается (в связи с исчерпанием естественных запасов и исключительным использованием ее на транспорте, в химической промышленности).Природный газ – наиболее безвредный из ископаемых видов топлива. При его сжигании единственным существенным загрязнителем атмосферы помимо СО2 являются оксиды азота.Древесина больше всего используется в развивающихся странах (70% населения этих стран сжигает в среднем около 700 кг на человека в год). Сжигание древесины безвредно – в воздух попадает диоксид углерода и пары воды, но при этом нарушается структура биоценозов – уничтожение лесного покрова вызывает изменения во всех компонентах ландшафта.Ядерное топливо. Использование ядерного топлива – один из самых спорных вопросов современного мира. Конечно, атомные станции в гораздо меньшей степени, чем тепловые (использующие уголь, нефть, газ), загрязняют атмосферный воздух, но количество воды, используемой на АЭС, в два раза превышает потребление на тепловых станциях – 2,5–3 км3 в год на АЭС мощностью 1 млн кВт, а тепловой сброс на АЭС в расчете на единицу производимой энергии значительно больше, чем на ТЭС в аналогичных условиях. Но особенно жаркие споры вызывают проблемы радиоактивных отходов и безопасность эксплуатации атомных станций. Колоссальные последствия для природной среды и человека возможных аварий на ядерных реакторах не позволяют относиться к ядерной энергии так же оптимистично, как это было в начальный период использования «мирного атома».Если рассматривать влияние утилизации ископаемых видов топлива на другие компоненты природных комплексов, то следует выделить воздействие на природные воды. Для нужд охлаждения генераторов на электростанциях производится огромный водозабор: для выработки 1 кВт электроэнергии необходимо от 200 до 400 л воды; современная ТЭС мощностью 1 млн кВт требует в течение года 1,2–1,6 км3 воды. Как правило, забор воды для систем охлаждения энергетических установок составляет 50–60% от общего промышленного изъятия воды. Возвращение сточных вод, нагретых в системах охлаждения, вызывает тепловое загрязнение воды, в результате которого, в частности, падает растворимость в воде кислорода и одновременно активизируется жизнедеятельность водных организмов, которые начинают потреблять больше кислорода. Следующий аспект негативного влияния на ландшафт при добыче топлив – отчуждение больших площадей, на которых уничтожается растительность, изменяются структура почвы, водный режим. Это касается в первую очередь открытых способов добычи топлива (в мире около 85% полезных ископаемых и строительных материалов добывается открытым способом).Среди других первичных источников энергии – ветра, речной воды, солнца, приливов и отливов, подземного тепла – особое место занимает вода. Геотермальные электростанции, солнечные батареи, ветряные турбины, приливно-отливные электростанции обладают преимуществом незначительного воздействия на окружающую среду, но их распространение в современном мире пока достаточно ограниченно.Речные воды, используемые гидроэлектростанциями (ГЭС), преобразующими энергию водного потока в электрическую, практически не оказывают загрязняющего воздействия на окружающую среду (за исключением теплового загрязнения). Их негативное влияние на экологию заключается в другом. Гидротехнические сооружения, в первую очередь плотины, нарушают режимы рек и водоемов, препятствуют миграции рыбы, влияют на уровень грунтовых вод. Пагубно влияют на экологию и водохранилища, создаваемые для выравнивания речного стока и бесперебойного снабжения ГЭС водой. Суммарная площадь только крупных водохранилищ мира составляет 180 тыс. км2 (столько же затоплено земель), а объем воды в них – около 5 тыс. км3. Помимо затопления земель создание водохранилищ сильно изменяет режим стока рек, влияет на локальные климатические условия, что, в свою очередь, воздействует на растительный покров по берегам водохранилища.Металлургия. Воздействие металлургии начинается с добычи руд черных и цветных металлов, ряд из которых, такие как медь и свинец, применяются еще с давних времен, а другие – титан, бериллий, цирконий, германий – активно используются лишь в последние десятилетия (для нужд радиотехники, электроники, ядерной техники). Но с середины XX в., вследствие научно-технической революции, резко возросла добыча и новых, и традиционных металлов и потому увеличилось количество природных нарушений, связанных с перемещением значительных масс пород. Кроме основного сырья – руд металлов – металлургия достаточно активно потребляет воду. Примерные цифры расхода воды на нужды, например, черной металлургии таковы: на производство 1 т чугуна затрачивается около 100 м3 воды; на производство 1 т стали – 300 м3; на изготовление 1 т проката – 30 м3 воды.Но самая опасная сторона воздействия металлургии на окружающую среду – техногенное рассеяние металлов. При всем различии свойств металлов все они по отношению к ландшафту являются примесями. Их концентрация может возрастать в десятки и сотни раз без внешнего изменения окружающей среды (вода остается водой, а почва – почвой, но содержание ртути в них увеличивается в десятки раз). Главная опасность рассеянных металлов заключается в их способности постепенно накапливаться в организмах растений и животных, что нарушает пищевые цепи.Металлы попадают в окружающую среду практически на всех стадиях металлургического производства. Часть теряется при транспортировке, обогащении, сортировке руд. Так, за одно десятилетие на данном этапе было рассеяно во всем мире около 600 тыс. т меди, 500 тыс. т цинка, 300 тыс. т свинца, 50 тыс. т молибдена. Дальнейший выброс происходит непосредственно на производственной стадии (причем выбрасываются не только металлы, но и другие вредные вещества). Воздух вокруг металлургических предприятий задымлен, в нем повышено содержание пыли. Никелевое производство характеризуется выбросами мышьяка и больших количеств диоксида серы (SO2); производство алюминия сопровождается выбросами фтора и т.д. Загрязнение среды осуществляется и сточными водами металлургических заводов. К наиболее опасным загрязнителям относят свинец, кадмий и ртуть, затем медь, олово, ванадий, хром, молибден, марганец, кобальт, никель, сурьму, мышьяк и селен. В изменяющемся ландшафте вокруг металлургических предприятий можно выделить две зоны. Первая, с радиусом 3–5 км, непосредственно примыкающая к предприятию, характеризуется практически полным разрушением исходного природного комплекса. Здесь часто отсутствует растительность, в значительной мере нарушен почвенный покров, исчезли населявшие комплекс животные и микроорганизмы. Вторая зона более обширная, до 20 км, выглядит менее угнетенной – здесь редко происходит исчезновение биоценоза, но нарушены отдельные его части и во всех компонентах комплекса наблюдается повышенное содержание элементов-загрязнителей. Химическая промышленность – одна из самых динамичных отраслей в большинстве стран; в ней часто возникают новые производства, внедряются новые технологии. Но с ней связано и появление множества современных проблем загрязнения окружающей среды, вызванных как ее продукцией, так и технологическими процессами производства.Данная отрасль, как и металлургия и энергетика, относится к числу чрезвычайно водоемких. Вода участвует в производстве большинства важнейших химических продуктов – щелочей, спиртов, азотной кислоты, водорода и т.д. На производство 1 т синтетического каучука требуется до 2800 м3 воды, 1 т резины – 4000 м3, 1 т синтетического волокна – 5000 м3. После использования вода частично возвращается в водоемы в виде сильно загрязненных сточных вод, что приводит к ослаблению или подавлению жизнедеятельности водных организмов, отчего затрудняются процессы самоочищения водоемов. Состав воздушных выбросов химических предприятий также чрезвычайно разнообразен. Нефтехимические производства загрязняют атмосферу сероводородом и углеводородами; производство синтетического каучука – стиролом, дивинилом, толуолом, ацетоном; производство щелочей – хлористым водородом и т.д. В больших количествах выбрасываются и такие вещества, как оксиды углерода и азота, аммиак, неорганическая пыль, фторсодержащие вещества и многие другие. Одна из наиболее проблематичных сторон воздействия химических производств заключается в распространении в природе ранее не существовавших соединений. Среди них особо вредными считаются синтетические поверхностно-активные вещества – СПАВ (иногда их называют детергентами). Они попадают в окружающую среду при производстве и использовании в быту различных моющих средств. Поступая с промышленными и бытовыми стоками в водоемы, СПАВ плохо задерживаются очистными сооружениями, способствуют появлению в воде обильной пены, придают ей ядовитые свойства и запах, вызывают гибель и перерождение водных организмов и, что очень существенно, усиливают токсическое действие других загрязнителей. Таковы основные негативные воздействия на природные системы ведущих отраслей мировой промышленности. Естественно, что перечисленным влияние промышленности не исчерпывается: есть машиностроение, использующее продукцию металлургии и химической промышленности и вносящее свой вклад в рассеяние многих веществ в окружающей среде; есть такие водоемкие отрасли, как целлюлозно-бумажная и пищевая, обеспечивающие к тому же большую долю органических загрязнений среды, и др. На основании анализа воздействия на экологию трех основных производств можно определить характер и пути промышленных загрязнений среды для любой отрасли, для чего необходимо знать специфику производства. Не являются экологически чистыми и другие источники энергии, такие как гидроэнергетика, ветровая энергетика, геотермальные станции, ядерная энергетика. Воздействие гидроэнергетики на окружающую среду проявляется прежде всего в затоплении и подтоплении земель, большая часть которых относится к высокопродуктивным сельскохозяйственным и лесным угодьям. В свою очередь, затопленные плодородные почвы обогащают воду большим количеством биогенных элементов, что приводит к резкому ухудшению качества воды. Наличие плотины приводит к увеличению потерь воды на испарение, изменению температурного режима воды, локальным изменениям климата, нарушению режима грунтовых вод и т.д. Существенно более экологичны бесплотинныс ГЭС малой мощности.