24.Природоохранные технологии

Экологический мониторинг — это комплексная система на­блюдений за состоянием окружающей среды, оценкой и прогнозом изменений состояния окружающей среды под воздействием природ­ных и антропогенных факторов.

1.1. Основные задачи экологического мониторинга:

• наблюдение за источниками антропогенного воздействия;

• наблюдение за факторами антропогенного воздействия;

• наблюдение за состоянием природной среды и происходящи­ми в ней процессами под влиянием факторов антропогенного воздействия;

• оценка фактического состояния природной среды;

• прогноз изменения состояния природной среды под влиянием факторов антропогенного воздействия и оценка прогнозируе­мого состояния природной среды.

Следует принять во внимание, что сама система мониторинга не включает деятельность по управлению качеством среды, а лишь является источником необходимой для принятия экологически зна­чимых решений информации.

Экологический мониторинг включает звенья разного уровня. Глобальный мониторинг — на основе международного со­трудничества.

Заслушиваются сообщения на тему «Программа „Человек и биосфера” МАБ».

Национальный мониторинг — общегосударственная система наблюдения и контроля.

Задачами глобального и национального мониторинга могут быть, например, слежение за динамикой популяции вредных ор­ганизмов на больших площадях, учет движения охраняемых ви­дов растений и животных, возможности нанесения ущерба лесам, полям, водоемам.

Региональный мониторинг — изучение состояния окружаю­щей среды в пределах того или иного региона.

Локальный мониторинг, или импактный,— изучение состо­яния окружающей среды в отдельном населенном пункте или на предприятии (например, изучение сбросов или выбросов конкрет- ^ ного предприятия).

1.2. Методы экологического мониторинга.

Для проведения мониторинга любого уровня используются современные методы анализа и контроля окружающей среды, ко­торые можно разделить на две большие группы:

А: аэрокосмические.

Это система наблюдения при помощи самолетных, аэростат­ных средств, спутников и спутниковых систем.

Б: наземные.

Спектральные и химические методы анализа позволяют получать достоверную информацию об экологической обстановке:

1.качественные и количественные методы позволяют опреде­лить, какое вещество и в каком количестве находится в ис­пытуемой пробе;

2.титриметрический (объемный) метод. В этом виде анализа взвешивание заменяется измерением объемов как определя­емого вещества, так и реагента, используемого при данном определении;

3.колориметрические методы основаны на изменении, оттен­ков цвета исследуемого раствора в зависимости от концент­рации;

4.экспресс-методы. К экспресс-методам относятся инструмен­тальные методы, позволяющие определить загрязнения за короткий период времени. Эти методы широко применяются для определения радиационного фона, в системе мониторинга воздушной и водной среды.

Методы, биологической индикации основаны на реакции живых организмов, чувствительных к конкретным химическим примесям. Позволяют судить о состоянии окружающей среды по факту встречи, отсутствия, особенностям развития организмов-био­индикаторов. Биоиндикаторы — организмы, присутствие, количес­тво или особенности развития которых служат показателями ес­тественных процессов, антропогенных изменений среды обитания:

1.биотестирования при помощи растений (примером исполь­зования является Голландия, где такие полезные для чело­века растения, как гладиолусы, тюльпаны (тестобъекты на накопление фторидов), итальянская ржаная трава (тестобъект на накопление ионов тяжелых металлов), используются для анализа загрязнения больших площадей страны);

2.биотестирования с помощью живых организмов:

а) тестирование состояния водоемов в искусственных усло­виях с помощью таких организмов, как дафнии (рачки), пиявки (черви), инфузории (простейшие), находят в насто­ящее время широкое применение во многих странах;

б) метод лихеноиндикации (от лат. lichen.es — лишайники) основан на учете количества лишайников в городских насаждениях (парках, садах), районах крупных предпри­ятий. (Установлена однозначная связь между наличием лишайников на стволах деревьев и «полями загрязнения» воздуха.);

в) факт отмирания деревьев при отсутствии жуков короедов также служит биологическим индикатором загрязнения воздуха или почвы веществами промышленного происхож­дения.

2. Технологии переработки бытовых отходов 0 Рассказ учителя

Переработка отходов — одна из самых острых тем экологии. Потребление продуктов с годами только повышается, растут темпы производства, вместе с ними повышается и количество производи­мых отходов. Экологический мониторинг последних лет показыва­ет, что уровень загрязненности наших городов резко увеличился.

Твердые бытовые отходы (ТБО) — это товары, потерявшие потребительские свойства, наибольшая часть отходов потребления. К ТБО относятся отходы, образующиеся в жилых и общественных зданиях, торговых, зрелищных, спортивных и Других предприяти­ях (включая отходы от текущего ремонта квартир), отходы от ото­пительных устройств местного отопления, опавшие листья, собира­емые с дворовых территорий, и крупногабаритные отходы.

Твердые бытовые отходы (ТБО) могут быть нескольких видов:

1.отходы потребления, материалы и изделия — все, что пор­тится, изнашивается, не функционирует (бытовая техника, аккумуляторы, платы, провода и т. п.), отбросы, продукты жизнедеятельности организмов, биологические и сельскохо­зяйственные отходы;

2.отходы производства, которые получаются в результате обра­ботки сырья для получения различных видов энергии, а так­же станки, сложные машины, оборудование на этих пред­приятиях. Здесь-то и кроется главная проблема для эколо­гии. Зачастую это радиоактивные, токсичные и иные особо опасные отходы;

3.картон, бумага, газеты, упаковки Tetra Pak. Это самый распространенный вид отходов в городах (до 37 % от общей массы отходов);

4.кухонные отходы (до 30 % ), но они не представляют проблем в переработке;

5.синтетика, искусственные материалы (пластик, пластмасса, полиэтилен) занимают в ТБО около 5 % от общей массы. Ре­циркуляции большая часть пластиков не подлежит, а также практически не подвергается биологическому разложению; 6.стеклянные и металлические отходы занимают около 3 % всей массы ТБО;

7.камни, строительный мусор, кости — 1-2 %;

8.ткани — отходы изделий текстильной промышленности (до 5 %).

Утилизация (обезвреживание) мусора и отходов — это спе­циальная обработка мусора с целью превращения его в инертный (нейтральный) вид, не оказывающий вредного влияния на эколо­гию. Пока человечество придумало три принципиально разных пути утилизации мусора:

организация свалок, захоронение на полигонах;

вторичное использование отходов (брикетирование, термооб­работка);

сжигание отходов (превращение в остекленные гранулы).

Самый проверенный и популярный метод — захоронение на свалках — классика утилизации отходов. Но с ними тогда ничего не происходит. В большинстве государств мира именно так и посту­пают. На подземных свалках США покоится 84 % от всего мусора страны, 90 % — в Англии, в Японии погребено 57 %. В среднем получается 74 % от среднего количества ТБО в мире. Свалка, как профессиональное сооружение, имеет свои идеальные стандарты качества. Днище свалки должно быть покрыто полиэтиленовой пленкой. Каждый новый слой отходов необходимо уплотнять, на­крывать глиной и песком, а затем накрывать новыми слоями плен­ки. Специальный сборник снизу принимает всю жидкость, которая поступает из хранящегося мусора. Жидкость отправляется на пере­работку. После заполнения котлована свалки ее засыпают грунтом, высаживают траву и размещают сверху поле для гольфа. Такая традиция существует в Великобритании и СИТА. Конечно, боль­шинство мировых свалок до таких стандартов не дотягивают.Сжигают, мусор во Франции (35 % общего количества), в Япо­нии — 40 %. В сжигании мусора есть свои плюсы: объем отхо­дов можно уменьшить в 2-10 раз; можно использовать тепло от огня; меньше угрозы Заразить окружающую среду. Но дым и про­дукты сгорания загрязняют окружающую среду — это тоже факт. Минусами является то, что при этом способе образуется больше шлаков, чем от вулканической деятельности планеты. Кроме того, золу тоже нужно как-то использовать или хранить. Синтетика при горении выделяет токсичные материалы. (Это большая проблема: диоксины вызывают серьезные мутации, они канцерогенны и очень ядовиты. 6-10 г диоксина смертельны для человека.).Оба пути апробировались в США в 80-х гг. XX в. Выясни­лось, что поставить мусоросжигательный завод совсем не проще, чем организовать свалку, а по стоимости тоже разница невелика. Например, средние капитальные затраты на строительство му­соросжигательного завода производительностью 500 тыс. т в год в США составили 200 млн долларов. В России такой завод стоил около 100 млн долларов.

На сегодняшний день самые высокотехнологичные методы утилизации ТБО — это переработка и биотехнология. Одним из минусов такой технологии является обязательная сортировка му­сора. Суть биотехнологии: микроорганизмы разлагают органиче­скую часть отходов в процессе анаэробного разложения, горючий газ (метан) является результатом обмена веществ микроорганизмов, а также получается компост — отличное удобрение.

При сортировке ТБО возможно вторичное использование от­ходов в качестве сырья. Например, вторичное использование бу­мажной макулатуры уменьшает расход сырья, экономит топливо. Примеры плюсов вторичного использования отходов: 1 млн т ма­кулатуры сохранит 60 га леса от вырубки, переработанная пласт­масса подойдет для производства перил или ограждения. В Японии на переработанной макулатуре печатают более 65 % периодики.

О ЧЕМ НАМ РАССКАЖЕТ МАРКИРОВКА?

«Der Grüne Punkt».

«Зеленая точка». С 1990 года ставится на упаковочных ма­териалах и означает, что компания-производитель дает гарантию приема и вторичной переработки маркированного упаковочного материала. Используется в Германии, Франции, Бельгии, Ирландии,

Люксембурге, Австрии, Испании, Португалии и ряде других стран.

ПОСЛЕДНИЕ РАЗРАБОТКИ В ОБЛАСТИ ПЕРЕРАБОТКИ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ

Ученые из Нидерландов представили последние разработки в сфере переработки отходов — улучшенную технологию, которая без предварительной сортировки, в рамках одной системы, разделяет и очищает все отходы, которые туда поступают, до первоначаль­ного сырья. Система полностью перерабатывает все виды отходов (медицинские, бытовые, технические) в закрытом цикле, без остатка. Сырье полностью очищается от примесей (вредных веществ, красителей и т. д.), пакуется и может быть использовано вторично. При этом система экологически нейтральна.

В Киеве сообщество «Социально ответственный бизнес» внедряет в украинских офисах программу «Клуб А4», направленную на уменьшение количества бумажных отходов. Идея состоит в том, чтобы все заинтересованные организации могли регулярно отдавать на переработку бумажные и картонные отходы из своих офисов. Для этого им предоставляют специальные контейнеры, а со временем бесплатно вывозят все ненужные бумаги, из ко­торых делают упаковочные материалы. Уже свыше 50 офисов согласились принять участие в программе. Контейнеры установили в офисах агентств ООН, ряда посольств, экологических организаций и в образовательных учреждениях.

3. Современные технологии безотходного производства продукции

Безотходная технология представляет собой такой метод про­изводства продукции, при котором все сырье и энергия использу­ются наиболее рационально и комплексно в цикле: сырьевые ресур­сы — производство — потребление — вторичные ресурсы, и любые воздействия на окружающую среду не нарушают ее нормального функционирования.

Эта формулировка не должна восприниматься абсолютно, т. е. не надо думать, что производство возможно без отходов. Предста­вить себе абсолютно безотходное производство просто невозможно, такого и в природе нет. Однако отходы не должны нарушать нор­мальное функционирование природных систем. Другими слова­ми, мы должны выработать критерии ненарушенного состояния природы. Создание безотходных производств относится к весьма сложному и длительному процессу, промежуточным этапом ко­торого является малоотходное производство. Под малоотходным производством следует понимать такое производство, результаты которого при воздействии их на окружающую среду не превыша­ют уровня, допустимого санитарно-гигиеническими нормами. При этом по техническим, экономическим, организационным или дру­гим причинам часть сырья и материалов может переходить в отхо­ды и направляться на длительное хранение или захоронение.На современном этапе экономического развития назрела не­обходимость перехода к замкнутым системам производства, пред­полагающим возможно большую встроенность производственных процессов во всеобщий круговорот веществ в природе.При замкнутой системе производство строится, опираясь на следующие фундаментальные принципы:

1.возможно более полное использование исходного природного вещества;

2.возможно более полное использование отходов (регенерация отходов и превращение их в исходное сырье для последую­щих ступеней производства);

3.создание конечных продуктов производства с такими свойс­твами, чтобы используемые отходы производства и потребле­ния могли быть ассимилированы экологическими системами.

Задание. Заполните схему «Стадии безотходного производства».

Сегодня на одного жителя Украины приходится около 400 т промышленных и бы­товых отходов, из них 87 т — особо токсичные. Общая масса накопленных промышленных и бытовых отходов более 4,4 млрд т. Кроме того, в Украине сконцентрировано 13,3 тыс. т запрещенных и непригодных к использованию пестицидов, которые расположены на более чем 10 тыс. складов. Третья часть этих складов находится в аварийном состоянии.

В Ивано-Франковске в апреле 2010 г. прошла выставка «Green art» под лозунгом «Креативное использование бытовых отходов», на которой были представлены работы, созданные из мусора — пластиковых и стеклянных бутылок, полиэтиленовых пакетов, газет, картонных коробок, флаконов из-под косметических и моющих средств и т. п. Ор­ганизаторы отметили, что «мусороарт» можно считать одним из методов альтернативной утилизации отходов.

Израильские специалисты создали технологию гидромеханической сортировки ТБО с последующей анаэробной переработкой органических отходов. Технология дешевле, чем мусоросжигательные заводы, при очень быстром развертывании. Технология гидро­сепарации ТБО способна переработать до 85 % несортированных отходов, которые идут на продажу как вторичное сырье, органические отходы идут на производство биогаза, электроэнергии. Качество отсортированных продуктов очень хорошее. За счет этого завод полностью окупается в течение 4-5 лет и в дальнейшем дает прибыль.

Экологическая безопасность трактуется как составная часть общей безопасности жизнедеятельности. Она рассматривается на глобальном, региональном и локальном уровнях. В условиях обост- ряющегося экологического кризиса, спада экономики, уровня жиз­ни населения и возникновения экологических рисков обеспечение экологической безопасности становится актуальной проблемой го­сударств. Обеспечение экологической безопасности, развитие эко­логического мониторинга является приоритетной проблемой каж­дого государства, как и обеспечение его военной и экономической безопасности.Утилизация мусора — одна из важнейших проблем совре­менной цивилизации. Особенно тяжело утилизировать неорганизо­ванно выброшенный мусор. Если раньше утилизация мусора могла решаться только при помощи вывоза его на огромные полигоны, то сегодня, когда в производстве используется гораздо больше вред­ных пластмасс, синтетических материалов, эта проблема должна решаться только способом переработки мусора во вторсырье или его полного сжигания. Вторичное использование отходов — это наиболее ресурсосберегающий путь, но он не всегда рентабелен как в экономическом, так и в экологическом плане. Избавление от мусора в нашей стране, к сожалению, пользу экологии точно не приносит. Мусор складируется на огромных свалках, порой там и сжигается. При этом в атмосферу попадают высокотоксичные эле­менты, угрожающие жизни и здоровью человека. Несвоевременный вывоз мусора с предприятий, переработка отходов с нарушением всех действующих правил, складирование мусора в огромные свал­ки — вот что еще больше разрушает и без того хрупкий природ­ный мир.

Безотходная технология подразумевает наиболее рациональ­ное использование природных ресурсов и энергии в производстве, обеспечивающее защиту окружающей среды. Это принцип орга­низации производства, подразумевающий использование сырья и энергии в замкнутом цикле: сырьевые ресурсы — производство — потребление — вторичные ресурсы.