Основи екології та раціонального природокористування Охорона літосфери
Основи екології та раціонального природокористування
Навчальний посібник
Літосфера – це тверда оболонка Землі.
Загальна площа суші Землі становить 148 млн. км 2 , у тому числі для проживання людей придатні 133 млн. км 2 .
Причиною забруднення літосфери може бути скидання стічних вод, нафтопродуктів, викид аерозолів, пилу, забруднення ґрунту пестицидами тощо. Але головними видами забруднення літосфери є тверді побутові та промислові відходи.
До складу твердих побутових відходів входять харчові відходи, папір, картон, скло, текстиль, метали, полімери тощо.
До складу твердих промислових відходів входять метали (чорні та кольорові), сміття, деревина, пластмаси, шлак, окалина, зола тощо.
На одного мешканця у місті припадає приблизно по 1 тонні твердих відходів на рік, причому ця цифра щороку збільшується.
Основними методами знешкодження твердих побутових відходів є сміттєспалювальні заводи, сміттєпереробні заводи та санкціоновані звалища.
Санкціоновані звалища – це таке складування твердих побутових відходів, яке передбачає довготривалу переробку відходів за участю кисню повітря та мікроорганізмів. Сміттєзвалища - це найменш цивілізований спосіб знешкодження твердих побутових відходів, оскільки продуктами знешкодження є продукти неповного розпаду органічної речовини. У процесі гниття відходів утворюються токсичні, пахощі та горючі гази (наприклад, NH3, H2S, CH4 і т.д.) а також фільтрат, надзвичайно небезпечний у санітарному відношенні, так як кількість бактерій кишкової групи в ньому в 2 - 3 рази більше, ніж у стоках міської каналізації.
У містах під складування побутових відходів відводятьсявеликі території. Видаляти відходи необхідно в короткий термін, щоб не допускати розмноження комах, гризунів та запобігати забрудненню навколишнього середовища. У Москві, наприклад, у 1990 році було зареєстровано 150 звалищ, з яких діючими були три. В результаті утилізації відходів місто стає чистішим і отримує додаткові території, що звільняються від звалищ. Так, деякі нові квартали в Москві розміщені на території колишніх звалищ, тому необхідний ретельний контроль повітря в цих районах.
Сміттєспалювальні заводи є більш ефективним способом знешкодження твердих побутових відходів у порівнянні з санкціонованими звалищами. Але він також істотно негативно впливає на навколишнє середовище. В результаті спалювання відходів утворюються гази, що містять у своєму складі SO2, HCl, HF, NOx, CO, летючу золу і т.д. Якщо для очищення газів використовується вода, після очищення газів вона містить альдегіди, хлориди, сульфати, фосфати і т.д. У процесі спалювання сміття також утворюється шлак, що складається з дрібнозернистих частинок, що не згоріли, органіки, металу, скла, каменів і т.д., який забруднює грунт інертними матеріалами.
Сміттєспалювальні заводи поряд із знешкодженням твердих побутових відходів та максимальним зменшенням їх обсягу (до 90% від вихідного сміття) самі забруднюють довкілля. Тому під час їх проектування обов'язково передбачається очищення викидів. Продуктивність таких заводів становить приблизно 720 т/сут при цілорічному та цілодобовому режимі роботи.
Сміттєпереробні заводи - це найбільш перспективний метод знешкодження твердих побутових відходів, що завдає найменших збитків навколишньому середовищу. Основними продуктами переробки твердих побутових відходів єкомпост, що знаходить застосування в сільському господарстві як добриво, і некомпостируемий залишок (камені, глиняні черепки, пластмаси, скло), що є знешкодженою масою і становить до 30% від обсягу вихідного сміття.
Сміттєпереробні заводи з переробки побутових відходів діють у багатьох містах, причому повна переробка сміття дозволяє місту з населенням у 1 млн. осіб одержувати до 1500 тонн на рік металу та майже 45 тис. тонн на рік компосту. У сільськогосподарських районах будуються заводи із переробки старої поліетиленової плівки. Наприклад, із зібраної за рік (понад 1500 тонн), очищеної від бруду плівки одержують 1300 тонн труб, які використовуються в меліорації та у великопанельних будинках.
У Японії, країні високої побутової культури, налагоджено збирання відходів поліетилену до спеціалізованих контейнерів. Відходи поліетилену потім пресують і з них у Тихому океані створюють острови для поховання відходів, що не утилізуються в даний час (наприклад, ядерних відходів).
У багатьох країнах Європи біля великих гастрономів та універмагів встановлені контейнери для банок та пляшок, які у нас так складно приймаються. Фахівці підрахували, що на зібраній таким чином сировині у місті з населенням 0,5-1,0 млн. осіб може протягом року працювати скляний завод.
На малюнку 9 наводиться схема сучасної промислової переробки твердих побутових відходів.
Внаслідок роботи промислових підприємств відбувається забруднення ґрунту твердими промисловими відходами, що призводить до виходу з ладу земель, придатних для сільського господарства.
Розрізняють нетоксичні та токсичні промислові відходи. Токсичні відходи поділяють на чотири класи токсичності: надзвичайно токсичні, високотоксичні, помірно токсичні тамалотоксичні.
Основними видами твердих промислових відходів є шлаки теплових електростанцій та металургійних заводів, природні відвали гірничодобувних підприємств та гірничозбагачувальних комбінатів, будівельне сміття тощо.
Знешкодження, утилізація та розміщення відходів – це обов'язок, який покладається на підприємства, відповідальні за забруднення навколишнього середовища.
Знешкодження відходів - це видалення їх шкідливих домішок.
Утилізація відходів означає і знешкодження та одночасне вилучення з них корисних продуктів.
Розміщення відходів має на увазі або складування або захоронення відходів. При цьому складування – це розміщення відходів на поверхні землі, а поховання – це розміщення відходів на глибині, як правило, у контейнерах.
На малюнку 10 представлена сучасна схема переробки токсичних відходів, прийнята США.
На малюнку 11 наведено схему безпечного поховання відходів, прийняту в США.
p align="justify"> Особливе місце серед високотоксичних відходів займають радіоактивні відходи, розміщення яких виробляють відповідно до договорів, що укладаються з природоохоронними організаціями (полігонами, заводами і т.д.), що займаються утилізацією та похованням відпрацьованих радіоактивних матеріалів. український закон про охорону навколишнього природного середовища забороняє ввезення в нашу країну радіоактивних відходів з інших держав з метою їх зберігання, поховання, затоплення або відправлення в космічний простір.
Відходи виробництв можуть бути вихідною сировиною для різних видів промисловості. Технологічні установки та виробництва, що переробляють промислові відходи, особливо доцільні у промислових районах з великою потребою у будівельних матеріалах, виробах та конструкціях.
Прикладом утилізації твердих промислових відходів може бути метод каталізованої кристалізації скла з урахуванням доменних шлаків. Таким чином отримують шлакосітали. Їх високі фізико-механічні та фізико-хімічні властивості, в першу чергу зносостійкість та хімічна стійкість, у поєднанні з декоративністю роблять їх найціннішим будівельним матеріалом. Так, у Москві шлакосітали використовували під час будівництва павільйону «Металургія» на Всеукраїнському виставковому комплексі, аеропорту Шереметьєво, універмагу «Москва», Центрального міського аеровокзалу тощо.
Ще одним прикладом утилізації твердих промислових відходів є виробництво гумової крихти та регенерату зі старих шин автомобілів різних марок. Регенерат - це пластичний матеріал, який частково замінює каучук у різних гумових виробах, у тому числі і в нових шинах. Таким чином, купа шин на території Чехівського регенераторного заводу під Москвою вже не звалище, а склад вихідної сировини.
Одним із найбільших джерел порушення та забруднення навколишнього середовища в даний час є гірничопромисловий комплекс. Щорічний обсяг гірничої маси, що видобувається з надр, в нашій країні становить понад 15 млн. тонн. При цьому до господарського обігу залучається лише близько третини всієї мінеральної сировини, а на виробництво готової продукції витрачається менше ніж 7% видобутих корисних копалин. Держава зазнає серйозних збитків від втрат цінних компонентів та некомплексної переробки вже здобутої сировини. Так, наприклад, в залізовмісних шламах аглофабрик чорної металургії міститься більше заліза, ніж у руді, що добувається. Очевидно, що не можна без кінця нарощувати і без того колосальні потоки відходів та попутних продуктів. Водночас виробництво будматеріалів таБудіндустрія щорічно видобувають і споживають 3,5 млрд. тонн нерудної сировини, більшість якої може бути замінена відходами.
Усі розвинені країни ведуть розробки щодо вдосконалення існуючих технологій з метою зменшення кількості відходів. Наприклад, програма з екології Нідерландів до 2000 року передбачала зменшення кількості відходів, що надходять спалювання, з 60 до 35%; на поховання – з 55 до 10%.
У 1987 році Конгрес США прийняв поправку до закону щодо небезпечних і твердих відходів, що забороняє поховання відходів без їх попередньої обробки за найсучаснішими технологіями.
У нашій країні ще в 1991 році було розроблено програму, яка передбачає перехід на безвідходні та маловідходні виробництва, забезпечуючи при цьому незалежність екологічної експертизи та створення кадастру вторинних ресурсів для обліку вторинної сировини. Однак цей процес затягується у зв'язку з докорінною перебудовою самої системи господарювання. Це значно посилює становище з охороною літосфери на території України та країн СНД.