Батенков В.А. Охрана биосферы

15.Каковмеханизмпроцессафильтрованияприочисткегазовотпыли?

16.Как устроены и как работают рукавные фильтры?

17.Чем обусловлен процесс мокрого улавливания пыли?

18.Какова конструкция и каков принцип работы скруббера Вентури? Их виды, производительность.

19.Как работают форсуночные и центробежные скрубберы?

20.Как работают барботажно-пенные пылеуловители?

21.Какие устройства используются для очистки газов от туманов? Их виды, принцип работы.

22.Какие методы используются для очистки воздуха от паро- и газообразных загрязнителей?

23.Какова сущность метода абсорбции? Требования к абсорбентам.

24.Какая аппаратура используется при абсорбции примесей газов? Виды насадок в башнях.

25.В чем сущность метода хемосорбции? Области его применения, эффективность очистки.

26.На чем основан метод адсорбции? Требования к адсорбентам.

27.Каковы конструкции адсорберов? Каковы принципы их действия?

28.Каковы параметры очистки газов прямым сжиганием? Каковы недостатки метода?

29.Каковы условия термического окисления примесей газов? Достоинство способа.

30.Каковы достоинства каталитического окисления примесей газов?

31.Как оценивается активность катализаторов? Их виды.

32.Каковы схемы каталитических реакторов для очистки газов?

33.Какие вредные примеси и в каких количествах содержатся в выбросах автотранспорта? Мероприятия по их снижению.

34.В чем сущность жидкостной и каталитической нейтрализации примесей газов?

35.Какие фильтры используются для улавливания сажи выхлопных газов автотранспорта?

36.Каковы критерии качества воды? Нормативы качества питьевой

воды.

37.Что такое сточная вода? Каковы ее виды, состав примесей, сбрасываемые объемы?

38.В чем различие норм водопотребления и нормы водоотведения? Каковы их значения?

39.Как рассчитать допустимую концентрацию взвешенных частиц, растворенных веществ?

40.Как рассчитать допустимую концентрацию вредных веществ, растворенных в воде?

41.Что такое кратность разбавления сточных вод? Как ее рассчитать?

151

42.Как рассчитать допустимый состав сточных вод в произвольный момент времени?

43.Какие методы и когда применяют для очистки сточных вод? Их эффективность.

44.Каковы показатели процессов процеживания и отстаивания? Конструкции отстойников.

45.Каковы конструкции и принцип работы фильтров, используемых для очистки сточных вод?

46.Когда и как используется ультрафильтрация? Каковы конструкции фильтр-прессов?

47.Какие реакции и реагенты используются при очистке сточных вод химическими методами?

48.Какова сущность очистки сточных вод методами коагуляции и флокуляции? Каковы стадии процесса, реагенты?

49.В каких случаях и как для очистки воды применяют флотацию? Каковы схемы флотаторов?

50.Когда и как метод кристаллизации используется для очистки растворов? Его варианты.

51.Каковы области применения метода адсорбции при очистке воды?

52.Способы проведения адсорбции. Схема противоточной адсорбции.

53.Что такое иониты, их виды, емкость, области применения, регенерация? Типы реакций ионного обмена.

54.Когда и как используют экстракцию для очистки сточных вод?

55.Что такое экстракционный реагент, экстракт рафинат? Экстрагенты, требования к ним.

56.Каковы схемы экстракции? Как рассчитать конечную концентрацию примеси в рафинате?

57.Какие бывают виды перегонок и как они проводятся?

58.Что такое ректификация, ее виды? Где, когда и как она используется при очистке воды? Схемы процесса.

59.Что такое электролиз, его законы? Как он проводится?

60.Когда и как для очистки воды применяют анодное окисление и катодное восстановление?

61.Как устроены и как работают электрокоагуляционно-флотационные электролизеры?

62.Что такое электродиализ? Как работает электродиализатор?

63.Почему в электродиализаторе у анода рН раствора снижается, а у катода растет?

64.Каков механизм биохимической очистки? Его стадии, реакции.

65.Какие факторы влияют на эффективность биохимической очистки? Клеточные яды.

152

66.Где и как проводят аэробную очистку сточной воды в естественных

условиях?

67.Какова конструкция биофильтров, их типы, виды загрузок, производительность?

68.Что такое аэротенк? По каким показателям и как их классифицируют? Их схемы.

69.Какова схема биохимической очистки стоков в азротенке с регенерацией ила?

70.Какие методы и как используются для уплотнения и стабилизации пульп (осадков)?

71.Какова технология анаэробной стабилизации пульп?

72.Какова схема установки для получения биогаза?

73.Длячегопроводяткондиционированиеосадковикакими способами?

74.Какие способы применяют для обезвоживания осадков?

75.Каковы причины засоления почв? Как их предотвратить?

76.Каковы источники и виды загрязнения почв, их ПДК?

77.Какие необходимы мероприятия для охраны почвы от загрязнений?

78.На какие группы подразделяют твердые отходы? Каковы их виды, состав, количества?

79.Какие операции предусмотрены стандартами при утилизация металлических отходов?

80.Как классифицируют и перерабатывают неутилизируемые отходы?

81.Каковы способы складирования и обезвреживания токсичных от-

ходов?

82.Каковы особенности захоронения радиоактивных твердых отходов?

153

5.ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОГО ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ

5.1. Принципы рационального природопользования

Рациональное природопользование – это различная по масштабам и характеру деятельность человека, соответствующая объективным законам природы и сохраняющая существующую ситуацию в биосфере. Рациональное природопользование – широкое понятие, поскольку отражает весьма разнообразные виды разумной деятельности человека по его жизнеобеспечению – от глобальных действий, включающих всю биосферу Земли, до локальных действий, малых по масштабу, но зато многочисленных.

Принципы экологически корректного поведения мирового сообщества были сформулированы в Декларации конференции, которая состоялась в Рио-де-Жанейро в июне 1992 г. (см. п. 3.2.2). Так, согласно им стратегия перехода на путь устойчивого развития заключается в уменьшении антропогенного пресса на биосферу всевозможными способами, начиная от перехода на экологобезопасные технологии в производстве и всесторонней интенсификации и экологизации экономики и кончая проведением эффективной демографической политики во всех странах. Человечество должно обеспечить принцип устойчивого освоения природных ресурсов: уменьшение использования невозобновляемых ресурсов, неистощительное использование возобновляемых ресурсов, расширение использования вторичных ресурсов, утилизация и обезвреживание отходов; уменьшение и устранение нежизнеспособных в экономическом и опасных в экологическом планах моделей производства и потребления, экологически обоснованно размещать производительные силы.

Однако после конференции в Рио-де-Жанейро стало ясно, что предел развития человечества определяется не простым потреблением природных ресурсов, а степенью экологических нарушений. (Размеры вредного антропогенного воздействия на природные ресурсы и загрязнения природной среды приведены в главе 2.) Они быстро, по экспоненте, растут и все больше приводят к необратимым изменениям в биосфере. И не потому, что проводимые, весьма значительные природоохранные программы, проекты и мероприятия по охране биосферы были плохими. Просто они яв-

154

ляются недостаточными, так как в бόльших масштабах действует другой дестабилизирующий и разрушающий механизм – быстрый рост народонаселения (см. рис. 2.1). А с ним связан быстрый рост потребностей человека, многократно увеличивающий антропогенный пресс на биосферу, поскольку человек находится на вершине экологической пирамиды (см. рис. 1.2).

Главная опасность, как уже отмечалось в предисловии, заключается, во-первых, в том, что большинство населения Земли понастоящему не осознает надвигающейся глобальной угрозы жизни человеку и всему живому. Во-вторых, такое укоренившееся отношение миллиардов людей и властных структур к биосфере очень трудно развернуть в нужном для их же спасения направлении. Трудно потому, что беспечное отношение к биосфере и ее будущему состоянию, овладевшее бесспорным большинством людей (массами), постоянно усугубляется современным воспитанием, обучением, реальной жизненной действительностью. Развивая сельское хозяйство, промышленность, страны, правительства, народные власти, родители, стремятся обеспечить должный, часто сверхдостаточный уровень жизни своих людей, детей и в этом соревнуются между собой. Как такая деятельность людей обходится биосфере, должным образом не оценивается, проблемы истощения ресурсов, разрушения экосистем отодвигаются на второй план. Антропогенный пресс на биосферу увеличивается, и экологическая катастрофа надвигается все быстрее и грознее.

5.2.Глобальные меры по предотвращению угрозы экологической катастрофы

Специальная сессия Генеральной Ассамблеи ООН по природной среде и развитию (1997 г.) пришла к выводу, что решения конференции, которая состоялась в 1992 г. в Рио-де-Жанейро, мировым сообществом выполняются плохо и что угроза дальнейшего ухудшения состояния природной среды планеты сохраняется. Для предотвращения угрозы экологического коллапса необходимы:

–объективная оценка факторов, наиболее опасных для биосферы;

–разработка и претворение в жизнь международных, не рекомендательных, а директивных, т.е. строго обязательных решений, обеспечивающих рациональное природопользование;

155

– разработка и осуществление территориальных комплек-

сов безотходного производства и жизнеобеспечения человека и живого мира.

При этом должны строго учитываться и выполняться За-

коны Природы.

Современная история человечества показывает, что для га-

рантирования устойчивого развития биосферы прежде всего не-

обходимо обеспечение равновесия между численностью населения Земли и природными ресурсами. Поэтому факторы, наиболее губительно воздействующие на биосферу, по-видимому,

можно расположить в следующем порядке:

1– быстрый рост народонаселения;

2– опустынивание земель, снижение плодородия почвы;

3– уменьшение площади лесов и их продуктивности;

4– рост загрязненности атмосферы от сжигания топлива;

5– загрязнение вод и земель сбросами и отходами;

6– уменьшение биомассы и генофонда.

5.2.1.Оптимизация роста народонаселения

Численность людей на Земле растет по экспоненте (см. рис. 2.1). В XIX в. она выросла на 0,65 млрд человек, а в ХХ в. – на 4,5 млрд, т.е. в 7 раз.

Причина такого быстрого роста численности людей заключается, во-первых, в нарушении основного закона живой природы –

естественного ограничения численности особей ресурсами дан-

ной экосистемы. Человек не признает таких ограничений. Для своего жизнеобеспечения экспансия человека на другие экосистемы и природные ресурсы не знает границ. К чему это приводит, видно из примеров, приведенных в главе 2. Одной из причин беспечного, хищнического отношения человека к биосфере является присвоение им права считать биосферу своей рабыней, а ее компоненты – своей собственностью.

Однако, согласно Законам Природы, человек – не гегемон Природы, а примечательное, но лишь одно из многочисленных созданий самой Природы. И собственностью человека, личной и част-

ной, может быть лишь то, что создано благодаря труду человека,

т.е. то, во что вложен труд человека*. Земля, леса, воды, полезные ископаемые не могут быть личной или частной собственно-

стью отдельных людей, частных фирм, других организаций и даже

156

стран. Эти объекты Земли – достояние всех живых организмов Земли. Они могут быть лишь общей собственностью всех жителей и всего живого данной административной территории. Люди – как представители биологического вида Человека разумного – могут иметь право лишь разумного распределения частей общей собственности биосферы (участков земель, лесов, месторождений полезных ископаемых) в продуктивную аренду (но не для присваивания!) отдельным физическим и юридическим лицам**.

*Личная собственность отличается от частной тем, что она – плод труда самого работающего, и весь доход от такого труда принадлежит ему же, если его не лишают части дохода в виде налогов и поборов. Частная собственность – это плоды труда наемных работников и доход от них, за исключением зарплаты работников и налогов. Так, водитель, зарабатывающий перевозками на своей машине, создает личную собственность. Водитель, работающий на машине частника, помимо своей зарплаты, создает частную собственность. Обычно различают частную и государственную (бюджетную) собственность, хотя и та и другая – плод труда наемных работников и изъятия (налоги, штрафы, поборы) из личной собственности работающего. Эти хищнические виды собственности различаются не по сути, а по тому, кому они принадлежат: частнику или властным структурам.

**Чтобы право распределения частей общей собственности биосферы использовалось разумно, его должны иметь лишь коллективные органы данной территории: сельские сходы, сельские, районные, городские и региональные советы и им подобные выборные собрания. Их решения должны быть согласованы и подписаны руководителем администрации этой территории. Доходы, получаемые за аренду, должны в основном (60–80%) идти на социальные нужды жителей и на нужды компонентов биосферы данной территории, частично в региональные (10–30%) и федеральные (5–15%) структуры. Органы, обладающие правом выдачи аренды, обязаны осуществлять контроль за рациональным природопользованием, нести ответственность за допускаемые экологические нарушения и обеспечивать мероприятия по их устранению.

Пример. Земля, пашня не могут быть частной собственностью. Но урожай, полученный на этой земле, и доходы от него после уплаты арендной платы, принадлежат земледельцу-арендатору. После окончания аренды земли и возвращения ее юридическому распределителю, последний или новый арендатор должны оплатить прежнему арендатору затраты, которые привели к улучшению качества арендованных земель. И наоборот, арендатор, ухудшивший качество арендованных земель, должен будет заплатить распределителю земель (при досрочном лишении прав аренды) или новому арендатору расходы, которые будет необходимо понести для доведения качества земель до начального (до аренды) состояния.

157

Другое нарушение человеком законов живой природы – это

отсутствие механизма естественного отбора в популяции че-

ловека на разных стадиях его жизни. И на стадии зарождения – родители могут быть слабые, больные, пьяные и т. п. И на стадии детства – сохраняется жизнь уродам, инвалидам, генетически ненормальным детям, неспособным жить самостоятельно. И во взрослой жизни – сохранение жизни особям, которые в дикой природе погибают.

Если семикратный темп роста населения сохранится (он может даже возрасти), то через 100 лет, т. е. к 2100 году, население Земли возрастет до 36 млрд чел. (4,5 7 + 4,5). Человек находится на вершинах экологических пирамид (см. п. 1.4.1, рис. 1.2), требуя только на свое пропитание в сотни раз больше затрат материальных и энергетических ресурсов, чем их создают продуценты. Поэтому увеличение населения Земли в 7 раз потребует в тысячу раз бόльшего производства сельскохозяйственной продукции, чем ее выращивается сейчас. А как это сделать, если площади пахотных земель практически исчерпаны и, более того, постоянно сокращаются и истощаются? Выход один – такой быстрый рост народонаселения, противоречащий Законам живой Природы, должен быть в значительной степени ограничен, а в будущем остановлен. Если это не в состоянии будет сделать эгоизм человека и его псевдогуманистические предрассудки, то рано или поздно это сделает При-

рода. Природа милосердна в своей жестокости! И рано или поздно за свой псевдогуманизм человек неминуемо будет жестоко наказан*.

Рост народонаселения можно вполне регулировать деторождением. Прекрасный тому пример – Китай, опыт которого обязаны перенять страны с быстрым ростом населения. Это в основном мусульманские страны, которым сложно, но необходимо будет пересмотреть традиции деторождения. По-видимому, оптимальным является рождение до трех детей одной детородной женщиной.

*В ближайшие столетия человек как биологический вид не погибнет. Но рано или поздно оранжерейные условия и бездумное отношение человека к своему физическому совершенству, прежде всего гиподинамия, переедание, пьянство, приведут к деградации и досрочному вымиранию тупикового вида Homo sapiens. Первое, что вскоре, очевидно, решит человечество, это вопрос об обязательной стерилизации лиц с хроническими венерическими и иными заразными болезнями, хронических алкоголиков, наркоманов, генетически и психически ненормальных людей.

158

Дополнительным, но непременным условием оптимизации роста народонаселения является оптимизация потребностей человека для обеспечения его нормальной жизни. В основном требуется

минимизация потребностей человека в большинстве цивилизо-

ванных стран. Ведь это преступление перед природой, биосферой Земли, когда в некоторых странах половина и даже более людей страдают ожирением, когда значительная часть приготовленной, доброкачественной пищи отправляется в отходы, когда приобретается столько одежды, обуви, предметов обихода и т.п., на которые расходуются природные ресурсы в десятки и сотни раз больше, чем их требуется в действительности. Наглядный пример – расточительное, 50–100-кратное расходование чистой питьевой воды населением крупных городов.

Таким образом, для оптимизации роста народонаселения необходимо: регулирование деторождения в странах с быстрым ростом населения (до трех детей для одной женщины, способной рожать детей); минимизировать до оптимальных размеров потребности населения в природных ресурсах, необходимых для обеспечения их нормальной, биологически достаточной жизни; организовать обязательную стерилизацию лиц с хроническими венерическими и иными заразными болезнями, алкоголиков, насильников, наркоманов, генетически и психически ненормальных людей.

5.2.2. Меры по возрождению плодородия земель

Опустынивание земель, снижение содержания гумуса в почве и их плодородия – другая по важности глобальная экологическая проблема. Она требует немедленного решения, поскольку почва обеспечивает 95–97% продовольственных ресурсов для населения планеты и поэтому определяет масштабы развития биосферы и человечества. Главная опасность здесь заключается в том, что можно разрушить почвенный слой легко и быстро, а на его создание необходимы сотни лет. Человечество уже потеряло около 2 млрд га сельскохозяйственных земель, из них до 0,7 млрд га пахотных. Пашни осталось лишь 1/10 суши – 1,4 млрд га и ее площадь продолжает сокращаться со скоростью от 5 до 20 млн га/год. Угроза деградации земель усиливается еще и потому, что незаметен сам процесс нарушения сложного почвенного ансамбля, включая не только гумус, но и сложное сообщество биофагов, сапрофагов и микроорганизмов. Поэтому ухудшение состояния почвы, уменьше-

159

ние ее плодородия, ее засоление или загрязнение удобрениями и пестицидами сразу не видно. Наконец сельское хозяйство, деревня традиционно находятся в подчиненной зависимости от города, промышленности, и их проблемы правящую элиту стран волнуют во вторую и в третью очередь. Местные же владельцы земель далеко не всегда заботятся об улучшении земель, и почвовосстановительные работы должным образом не организуются, не финансируются и не проводятся.

Какие меры здесь могут быть предприняты? Во-первых, необходимо осознание всем человечеством и прежде всего властными структурами и производителями продукции сельского хозяйства всех стран об особой, чрезвычайной важности задачи сохранения и возрождения плодородия земель. Во-вторых, в каждой стране должны быть разработаны действенные общенациональные программы № 1 по сохранению, улучшению, расширению и рациональному использованию сельскохозяйственных земель, особенно пахотных. В-третьих, выполнение этих программ должно быть обеспечено специалистами, необходимыми материально-техничес- кими и финансовыми средствами, с обязательным жестким контролем и спросом за качеством и своевременностью проводимых работ.

Перечень конкретных мероприятий по рациональному использованию земель приведен в п. 5.3.3.

5.2.3. Меры по сохранению и возрождению лесов

Уменьшение площади лесов и их продуктивности – еще одна глобальная угроза жизни на Земле. Лес – основной компонент биосферы, который на 60–70% определяет ее продуктивность, биологический круговорот вещества и энергии, климатический и гидрологический режим экосистем, чистоту воздуха, сохранность почв и т.д. (см. п. 5.2.1). Лес, лесостепи – колыбель человечества. Лес давал и дает человеку кров, пищу, топливо, строительный материал. Но человек неблагодарно обходится с лесом. Из 11 млрд га леса, покрывавшего Землю на заре человеческой цивилизации, осталось около 4 млрд га. И его площадь по-прежнему сокращается примерно на 10 млн га в год. И что особенно тревожно – растет сокращение продуктивных, влажных тропических лесов. Все это грозит нарушением глобального биологического круговорота, резким снижением объема воспроизводимой биомассы, опустыниванием земель, ухудшением качества воздуха и т.д.

160